考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法及系统技术方案

本发明专利技术属于大跨度屋盖结构设计技术领域，具体提供了考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法及系统，其中方法包括：包括以下步骤：通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载；将等效风荷载等效分解成平均风荷载部分与动力等效部分之和，动力等效部分根据振动效应等效而来，其实际作用方向随时间变化；按验算对象的最不利荷载形式，选定动力等效部分风荷载方向，从而得到最不利荷载组合以进行抗风设计。通过分析等效风荷载组成与特性，得到了风荷载与重力的可能最不利组合在不同情况下的计算方法，最后可得到不同情况下的最不利荷载效应，具有更好的可靠性，适于广泛推广应用。推广应用。推广应用。

【技术实现步骤摘要】
考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及大跨度屋盖结构设计
，更具体地，涉及考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法及系统。

技术介绍

[0002]当前规范对于大跨度(跨度在30m以上的建筑)屋盖的风荷载主要由两部分组成，一是平均风荷载，二是由脉动风荷载引起的动力响应等效得到的等效风荷载。其中动力等效部分是由平均风效应的振动效应等效而来的，其作用方向随时间变化，可能与平均风荷载方向相同或相反。一般来说，为了考虑最不利风荷载效应，往往取动力等效部分与平均风荷载部分方向，使风荷载绝对值最大。
[0003]现有设计方法在计算大跨度屋盖结构的等效风荷载时，通常按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式处理，此种处理方法默认动力响应等效风荷载的作用方向与平均风荷载相同，而实际动力响应等效风荷载的作用方向是变化的。对于大跨屋盖结构，其风荷载主要为竖向，与重力荷载作用方向平行，当风荷载与重力荷载组合后，若平均风荷载方向向上，此种取法得到的动力响应等效风荷载也向上，与重力荷载相互抵消，从而使竖直向下的最不利荷载值减小，而实际动力响应等效风荷载可能向下，与重力荷载方向相同。故现有方法对荷载组合的考虑不周全，没有针对不同情况单独考虑，其可靠性还有待提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的现有方法对荷载组合的考虑不周全，没有针对不同情况单独考虑，其可靠性不高的技术问题。
[0005]本专利技术提供了考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，包括以下步骤：
[0006]S1，通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载；
[0007]S2，将等效风荷载等效分解成平均风荷载部分与动力等效部分之和，所述动力等效部分根据振动效应等效而来，其实际作用方向随时间变化；
[0008]S3，按验算对象的最不利荷载形式，选定动力等效部分风荷载方向，从而得到最不利荷载组合；
[0009]S4，以最不利荷载组合对大跨度屋盖结构进行抗风设计。
[0010]优选地，所述S2具体包括：
[0011]将所述等效风载荷分成两部分，第一部分是长周期的平均风载荷部分，第二部分是短周期的随机动力部分，所述随机动力部分表示为在所述平均风荷载上震荡的部分。
[0012]优选地，所述长周期的时长不小于10分钟，所述短周期的时长不大于100秒。
[0013]优选地，所述动力等效部分具体为：
[0014]将所述随机动力部分在考虑预设保证率的情况下以静力形式呈现得到静力等效
荷载，所述静力等效荷载能产生原动力荷载作用下结构的最大响应。
[0015]优选地，所述S1中的等效风荷载的计算公式如下：
[0016]W
k
＝βμ
k
μ
z w0[0017]其中，β为风振系数，依据风洞实验结果按随机振动理论计算确定；μ
k
为风荷载体型系数，由风洞试验确定其数值；w0为基本风压；μ
z
为风压高度变换系数。
[0018]优选地，所述S2中将等效风荷载分为平均风荷载部分与动力等效部分之和的具体公式如下：
[0019]w
k
＝μ
k
μ
z
w0+μ
d
μ
z
w0＝μ
k
μ
z
w0+(β
‑
1)μ
k
μ
z
w0[0020]其中，μ
k
μ
z w0为平均风荷载部分；μ
d
μ
z w0为动力等效部分。
[0021]优选地，所述S3还包括：
[0022]将最不利荷载组合与重力荷载进行组合后得到最终荷载组合。
[0023]本专利技术还提供了考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计系统，所述系统用于实现考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，包括：
[0024]风荷载等效模块，用于通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载；
[0025]等效风荷载分解模块，用于将等效风荷载等效分解成平均风荷载部分与动力等效部分之和，所述动力等效部分根据振动效应等效而来，其实际作用方向随时间变化；
[0026]抗风设计模块，用于按验算对象的最不利荷载形式，选定动力等效部分风荷载方向，从而得到最不利荷载组合，以最不利荷载组合对大跨度屋盖结构进行抗风设计。
[0027]本专利技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机管理类程序时实现考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法的步骤。
[0028]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机管理类程序，所述计算机管理类程序被处理器执行时实现考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法的步骤。
[0029]有益效果：本专利技术提供的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法及系统，其中方法包括：包括以下步骤：通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载；将等效风荷载等效分解成平均风荷载部分与动力等效部分之和，所述动力等效部分根据振动效应等效而来，其实际作用方向随时间变化；按验算对象的最不利荷载形式，选定动力等效部分风荷载方向，从而得到最不利荷载组合；以最不利荷载组合对大跨度屋盖结构进行抗风设计。大跨度屋盖结构风荷载以竖向荷载为主，与重力荷载方向一致，通过分析等效风荷载组成与特性，得到了风荷载与重力的可能最不利组合在不同情况下的计算方法，最后可得到不同情况下的最不利荷载效应，具有更好的可靠性，适于广泛推广应用。
附图说明
[0030]图1为本专利技术提供的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法流程图；
[0031]图2为本专利技术提供的当平均风荷载向上时，通过现有(当前)设计方法和本专利技术方法分别计算向下作用最不利荷载组合的示意图；
[0032]图3为本专利技术提供的当平均风荷载向下时，通过现有(当前)设计方法和本专利技术方法分别计算向上作用最不利荷载组合的示意图；
[0033]图4为本专利技术提供的一种可能的电子设备的硬件结构示意图；
[0034]图5为本专利技术提供的一种可能的计算机可读存储介质的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0036]图1为本专利技术提供的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，包括：
[0037]S1，通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载。通过风洞试验与风致响应分析或者规范方法，通过风致效应等效，按照在平均本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，通过风致效应等效，按照在平均风荷载基础上乘以风振系数的方式得到大跨度屋盖结构的等效风荷载；S2，将等效风荷载等效分解成平均风荷载部分与动力等效部分之和，所述动力等效部分根据振动效应等效而来，其实际作用方向随时间变化；S3，按验算对象的最不利荷载形式，选定动力等效部分风荷载方向，从而得到最不利荷载组合；S4，以最不利荷载组合对大跨度屋盖结构进行抗风设计。2.根据权利要求1所述的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，所述S2具体包括：将所述等效风载荷分成两部分，第一部分是长周期的平均风载荷部分，第二部分是短周期的随机动力部分，所述随机动力部分表示为在所述平均风荷载上震荡的部分。3.根据权利要求2所述的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，所述长周期的时长不小于10分钟，所述短周期的时长不大于100秒。4.根据权利要求2所述的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，所述动力等效部分具体为：将所述随机动力部分在考虑预设保证率的情况下以静力形式呈现得到静力等效荷载，所述静力等效荷载能产生原动力荷载作用下结构的最大响应。5.根据权利要求1所述的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，所述S1中的等效风荷载的计算公式如下：W
k
＝βμ
k
μ
z
w0其中，β为风振系数，依据风洞实验结果按随机振动理论计算确定；μ
k
为风荷载体型系数，由风洞试验确定其数值；w0为基本风压；μ
z
为风压高度变换系数。6.根据权利要求5所述的考虑风荷载最不利取值的大跨度屋盖抗风设计方法，其特征在于，所述S2中将等效风荷载分为平均风荷载部分与动力等效部分之和的具体公式如下：w
k
＝μ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，钱泉，段剑林，全威，王勇，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：