3.2.1 自功率谱特性

    图3-5 给出了五种形式屋盖典型工况下不同位置的脉动风压自功率谱。图中横坐标为对数形式的无量纲频率,纵坐标为无量纲自功率谱,曲线在坐标系下积 分为 1,即。文献表明[170],采用这种形式可以更直观地反映出脉动功率在对数频率......查看详细>>

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3.2.2.1 模型的提出

    借鉴第 2 章中风速谱模型式(2-8),将无量纲谱表达为如下形式:式中,为无量纲风荷载谱,为单边风荷载谱(Pa2·s), f 为 频率(Hz),为脉动风荷载总能量(方差 Pa2),为无量纲 频率,f0 是参考频率(Hz)。通常,U 为特征风速(m/s),如来流某一高 度处的平......查看详细>>

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3.2.2.2 模型参数的识别与统计

    自功率谱参数 Sm、Fm、κ 可根据 S-F曲线,由式(3-20)至式(3-22)获得。式中,为离散的无量纲频率,Nfft为傅里叶变换长度,为奈奎斯特(Nyquist)频率,,γJ 为大于 1 的松弛因子,本文取 1.5。值得说明的是,三个自谱模型参数可以作为描述脉动风荷载......查看详细>>

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3.2.2.3 模型的对比验证

    为验证模型的有效性,本文还选取了相关文献中的典型屋盖测点风压谱数据及模型进行比较,如图3-11 所示,其中包含现场实测数据[219,220]及风洞实验数据[27,221,42,44,51]。Kumar和Stathopoulos[221]采用两个指数函数线性组合的方式建立平屋盖的......查看详细>>

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3.2.3.1 模型的提出

    根据维纳-辛钦关系,若将风压的自相关函数表示为指数型函数,其中,衰减指数取峰值频率ωm。则自功率谱函数表示为,将式(3-24)表示为无量纲的形式,式(3-25)表示的自功率谱模型,对应于三参数模型中取 κ=1,Sm＝1/π ≈ 0.3,α=2 的特殊解。......查看详细>>

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3.2.3.2 峰值频率f_m分析

    峰值频率参数是三参数模型中最重要的参数,完全独立于风压自功率谱曲线的形状,作为风压自功率谱工程模型中的唯一参数,对描述脉动风荷载频域特性有着重要意义。而且,峰值频率是三参数模型中唯一与有量纲频率相关的参数,在结......查看详细>>

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3.3.1 互功率谱特性

    本文用相干函数表示屋盖表面脉动风压互功率谱,互功率谱反映了屋盖上不同位置处风压力在频域上的相关性,体现了风荷载相关性在空间上的传播特点。测点间脉动风压及其互功率谱如图3-19 所示。图3-19 典型测点间脉动风压时程及......查看详细>>

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3.3.2 互功率谱工程模型

    采用指数型函数来拟合相干函数曲线,如式(3-26)所示,式中的指数 kc称为相干指数,用来描述相干函数随无量纲频率衰减的趋势。相干指数 kc越大,表示屋盖上的脉动风荷载相关性(或同步性)越弱,kc＝0意味着脉动荷载完全相关,kc＝∞意味......查看详细>>

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3.4 本章小结

    本章对 5 种典型形状(平屋盖、悬挑屋盖、柱面屋盖、球面屋盖和鞍形屋盖),2 160 个大跨度屋盖刚性模型风洞测压试验工况的 22 098 个脉动风压样本进行了风压自功率谱及互功率谱特性分析、建模及统计分析,得到如下结论。1)大跨度屋......查看详细>>

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4.1.1.1 滤波形式的确定

    根据 2.3 节的介绍,滤波模型通常是有理函数的形式,有时分子也可以为分数阶的幂函数。因此,需确定分子与分母多项式的阶数,假设归一化的风压自功率谱表达为如下形式,式中,滤波多项式假设为二次多项式,其中,ρ、λ 为待 定参数......查看详细>>

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