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大跨度屋盖抗风设计理论与互功率谱工程模型

时间:2023-08-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:,Na),采用最小二乘法式或式识别出其相干指数kcab;将Na个kcab进行统计分析,取众值,得到a点的相关指数kca(a=1,2,…,Ntap);计算出所有点的局部相关指数再进行统计分析,取众值,得到该工况的相干指数kc。图3-20全部工况下局部相干指数统计分布图经统计分析,在工程应用中,建议相干指数取值为:第Ⅰ类尖角屋盖取2.5、第Ⅱ类悬挑屋盖取3.5、第Ⅲ类曲面屋盖取4.0。

大跨度屋盖抗风设计理论与互功率谱工程模型

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=∞意味着脉动荷载完全无关。

其中,相干指数kc根据统计方法确定。其步骤如下:首先,对任意一点a及其某限定距离范围内的所有Na个点b(b=1,2,…,Na),采用最小二乘法式(3-27)或式(3-28)识别出其相干指数kcab;将Na个kcab进行统计分析,取众值,得到a点的相关指数kca(a=1,2,…,Ntap);计算出所有点的局部相关指数再进行统计分析,取众值,得到该工况的相干指数kc

当频率是线性间隔时,式(3-27)可简化为式(3-28)的形式。(www.xing528.com)

值得说明的是,各点的相干指数也可以作为一种特征湍流的评价指标,表示特征湍流作用下脉动风压在局部位置处频域相关性的强弱程度。该参数也可以作为风荷载特征参数存入风荷载数据库,便于后续应用和分析。

按照上述方法,统计出全部工况下各点的相干指数如图3-20所示。由图可以发现,相干指数一般分布在(0,10)区间内,多数情况下集中在(2,5)区间内。根据实测数据,Davenport[126]指出脉动风场的相干指数一般在10~20之间,可见特征湍流作用下的脉动风压场相关性强于脉动风速场。针对不同形式的屋盖,尖角屋盖(第Ⅰ类)风压场相关性整体强于悬挑屋盖(第Ⅱ类),悬挑屋盖(第Ⅱ类)风压场相关性整体强于曲面屋盖(第Ⅲ类)。此外,还发现开敞可能增强屋盖净风压的相关性,使相干指数变小。

图3-20 全部工况下局部相干指数统计分布图

经统计分析,在工程应用中,建议相干指数取值为:第Ⅰ类尖角屋盖取2.5、第Ⅱ类悬挑屋盖取3.5、第Ⅲ类曲面屋盖取4.0。当矢跨比小于1/4时,屋面较扁平,相干指数可取3.5;当屋盖形式为开敞时,可在此数值上减去0.5。在条件允许的情况下,也可直接按照各点相干指数进行精细化的设计计算。

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