基于风压谱的大跨度屋盖主体结构抗风设计理论的算例分析结果

为进一步比较本章阵风响应包络法（GRE）与阵风因子法（GRF）或风振系数法、日本规范（AIJ2015）[112]中概念方法，本节以5.3.3中的悬挑网架算例（看台封闭，30°风向，fn=1.28 Hz，ζn=0.02）为例，对各种等效静风荷载方法计算的极值位移响应与动力风振响应分析结果进行了比较，如图5-12所示。

图5-12　本章方法与各国规范方法计算等效极致位移响应的对比(www.xing528.com)

由图5-12可以发现，本章GRE法的计算结果的分布趋势及最不利极值响应均与动力风振响应分析结果最为接近；采用GRF法（或风振系数法）的计算结果，虽然最不利极值响应与动力风振响应分析结果较为接近，但该方法假设脉动响应与平均响应分布规律完全一致，使得计算结果分布趋势与动力分析存在一定差异。因此，在某些位置处，可能较多地低估对结构较为不利的极值响应（如1号节点悬挑端的响应）；日本规范概念法计算结果与动力分析从趋势上和最不利响应上相差均较为明显，原因是该方法中采用一阶惯性力代表结构等效静风荷载的脉动项，其分布与一阶模态一致，对单阶模态主导的二维结构较为准确。从前文（4.4节）的分析中可以发现，即便是形式较为简单的悬挑网架，其风振响应也是由前二至三阶模态耦合作用的结果，因此，该方法对大跨度屋盖结构适用性较差。

综上所述，针对结构风振特性较为复杂的大跨度屋盖结构，主要表现为高阶模态贡献及模态耦合效应不可忽略，其等效静风荷载不宜采用某阶惯性力表达。采用本章GRE法，即平均与均方根风荷载组合的形式能够较好地近似于动力分析结果，该方法也可与GRF等常用的等效静风荷载建立联系，使用方便，概念明确，适用性较强。