风荷载是大跨屋盖的控制荷载,但我国现行风荷载规范对屋盖结构的条款存在缺陷,对屋盖风致响应计算缺少规定和相应理论。建筑工程迫切需要能够结合风洞试验和有限元计算的屋盖响应精细分析方法。本项目研究本征正交分解在预测屋盖未布置测压孔区域的风压时间序列的应用,大幅度提高测压孔分辨率,使风洞试验数据能够直接用于结构有限元分析。根据里兹向量直接叠加法和模态加速度法提出比传统模态叠加法更为有效的屋盖响应分析方法。
在基金资助项目(50378052)支持下进行了提高风洞试验测压点分辨率和提升大跨屋盖风振分析效率的研究。研究导致一种通过刚性模型试验和高频压力积分技术(HFPI)确定大跨屋盖风致响应和等效静风荷载的途径,这种途径已经成功应用于多个体育场馆以及高层建筑结构的风洞试验和风振分析。基于本征正交分解技术(POD)的应用,预测了屋盖未布置测压点位置的风压时间序列,加速了脉动风荷载功率谱的计算。结合POD技术的里兹向量或兰克索斯向量直接叠加法被证实是另一种确定大跨屋盖风致响应的有效方法。风荷载作用下的大跨屋盖的风振分析可采用完全二次型组合(CQC)法精确计算,而不像平方总和开方(SRSS)法那样完全忽略了各个振型之间的模态相关性。而且,采用CQC的模态加速度法可改善屋盖结构风致响应计算的精度。至今为止已在学术期刊发表12篇论文,4篇论文被录用,公布专利1个,并且有1位博士和5位硕士毕业。