大跨度屋盖结构抗风设计与日本规范联系

日本建筑学会编制的推荐性规范（AIJ2015）[112]中针对（平屋盖）主体结构梁采用下面公式计算其等效静风荷载，

式中，peq(ξ)为随位置坐标ξ变化的等效静风荷载，P(ξ)为随位置坐标ξ变化的平均风荷载，P′为归一化的一阶模态力均方根，

其中，F1(t)为一阶模态力时程，σF1为均方根，P(ξ，t)为作用在坐标ξ上的风压力时程，φ1(ξ)为一阶模态。针对平板梁，取φ1(ξ)=sin(πξ/L)。同样地有，(www.xing528.com)

日本规范中，屋盖平板梁结构的等效静风荷载分为平均和脉动两部分，该公式脉动部分的推导是结合广义单自由度体系进行的，假设结构的振动是基于一阶模态的。虽然在形式上仍有但其反映的内涵不同。日本规范中，共振效应系数是在单阶模态响应上的放大系数，而本文GRE法中共振效应系数μd和背景效应系数μc是以风荷载均方根为基准的修正系数。在单自由度结构上，与本文GRE法是统一的，但在多自由度结构（即便是广义单自由度结构）上存在一定差异。尤其是给出的等效静风荷载脉动部分的形式，日本规范是以模态为基向量，而本文GRE法是以脉动风荷载均方根的分布为基准的。在结构风致振动仅以单阶模态为主时，显然日本规范方法更加精确，但当多阶模态参与、模态耦合效应明显时，该方法存在很大局限性，也体现出本文GRE法的优越性，即能从统计角度描述背景和共振风振效应的作用程度。此外，日本规范方法的概念中，背景效应（风荷载相关性对结构的影响）体现在含有模态力项的P′中，不能给出显式的表达。

这种以模态为基向量的等效静风荷载形式在应用于复杂屋盖结构时相对烦琐，原因是难以用统一或者简化的表达式描述结构模态，尤其是当支承条件发生变化时，模态基向量会发生较大变化。此外，大型屋盖结构的多阶模态参与、模态耦合的情况普遍存在，该方法存在一定局限性。