[发明专利]大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法及设备

说明书

本发明适用于大跨屋盖结构风致动力效应静力等效分析技术领域，提供了一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法及设备，该方法包括：根据大跨屋盖结构的多组单目标等效静力风荷载，计算在每组单目标等效静力风荷载作用下大跨屋盖结构各节点的静力响应，并根据各节点的静力响应，计算由各节点的静力响应引起的各节点上的能量改变值，根据各节点上的能量改变值，分别计算每个节点在所有组单目标等效静力风荷载作用下的能量改变比例，以每个节点对应的能量改变比例作为组合系数，将每组单目标等效静力风荷载进行组合得到大跨屋盖结构的多目标等效静力风荷载。能够兼顾多个响应控制点，并避免局部奇异荷载值的出现，物理意义明确，方便工程应用。

技术领域

本发明属于大跨屋盖结构风致动力效应静力等效分析技术领域，尤其涉及一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法及设备。

背景技术

随着大跨屋盖结构不断向轻量化、长大化、造型复杂化方向发展，导致其结构柔度变大、自振频率变低且分布密集，进而使大跨屋盖结构对风荷载的敏感性大大增强，需要考虑多阶模态参与风振响应计算。

结构振动过程中，由于不同位置节点响应存在一定的相位差，相应地会出现多个响应控制点，在进行风致动力效应静力等效时，针对多个响应控制点会得到多组不同的单目标等效静力风荷载分布形式，且一组单目标等效静力风荷载分布形式只能保证一个响应控制点等效，此多组不同的单目标等效静力风荷载分布形式非常不便于结构工程师用于结构抗风设计，因此，如何得到能够兼顾多个响应控制点(即多目标)等效的静力风荷载是需要解决的问题。

针对上述问题，目前的处理方法主要是针对多组不同的单目标等效静力风荷载，对其取平均值、取包络线或者采用最小二乘法得到其最优组合系数，从而得到多目标等效静力风荷载。然而，上述处理方法采用的是纯数学处理方法，组合系数无明确的物理意义，且可能导致所得多目标等效静力风荷载出现局部奇异值，无法与结构自重等进行组合的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法及设备，旨在解决现有技术中大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法，在兼顾多目标等效时，无明确物理意义，且无法避免出现局部奇异值的问题。

为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算方法，包括：

获取大跨屋盖结构的多组单目标等效静力风荷载；

根据每组单目标等效静力风荷载，计算在每组单目标等效静力风荷载作用下所述大跨屋盖结构各节点的静力响应；

根据所述各节点的静力响应，计算由所述各节点的静力响应引起的各节点上的能量改变值；

根据所述各节点上的能量改变值，分别计算每个节点在所有组单目标等效静力风荷载作用下的能量改变比例；

以每个节点对应的能量改变比例作为组合系数，将每组单目标等效静力风荷载进行组合，得到所述大跨屋盖结构的多目标等效静力风荷载。

本发明实施例的第二方面提供了一种大跨屋盖结构多目标等效静力风荷载计算装置，包括：

获取模块，用于获取大跨屋盖结构的多组单目标等效静力风荷载；

第一计算模块，用于根据每组单目标等效静力风荷载，计算在每组单目标等效静力风荷载作用下所述大跨屋盖结构各节点的静力响应；

第二计算模块，用于根据所述各节点的静力响应，计算由所述各节点的静力响应引起的各节点上的能量改变值；

第三计算模块，用于根据所述各节点上的能量改变值，分别计算每个节点在所有组单目标等效静力风荷载作用下的能量改变比例；

组合模块，用于以每个节点对应的能量改变比例作为组合系数，将每组单目标等效静力风荷载进行组合，得到所述大跨屋盖结构的多目标等效静力风荷载。