[Dino笔记]风荷载规范中的SFL图表问题 


副标题是：横风向广义力功率谱SFL参数的计算分析

在大部分的工程师看来风荷载的计算是一件容易的事情，就是PKPM或YJK点一个按钮的功夫，但是风荷载背后
的计算公式是相当复杂的，2012年的风荷载规范又把这个难度提高了，里面都是一些复杂的公式，如果说结构工程除了有限元最难可能就是风荷载了。这里面有一个计算参数叫SFL，横风向广义力功率谱，规范附录给出的计算公式与图表是不对应的，一直想不到原因，现在帖出来，大家来研究一下，到底是什么原因导致的。 有兴趣的朋友下面可以参与评论。图片有可能不清楚，可以直接下载PDF查看。

【点击下载】关于横风向广义力功率谱SFL参数的计算分析.pdf

【小编】辛展文同学 (华南理工大学)
 
分析背景：
在2012年荷载规范中，计算矩形截面横风向风荷载时，需要使用横风向广义力功率谱SFL，该值可以通过公式法计算得到，涉及建筑高度、宽度、进深和折算频率等参数，计算过程较为复杂。
同时，规范也给出H/√BD=6下的横风向广义力功率谱图表，供设计人员根据折算频率与深宽比查表确定。



2012荷载规范图

但是，在编程计算的过程中，发现根据广东规范给出的公式计算得到的横风向广义力功率谱SFL和图表查得数值不完全相符。
通过观察发现规范图表上的曲线不是很光滑，于是猜测这和绘图的精度有关。

广义力功率谱SFL计算公式：

Matlab编程分析根据规范给出的公式，使用Matlab编程绘制等值线图来验证猜想。
首先使用Matlab对一个500*500的矩阵进行运算，得到横风向广义力功率谱如下所示，可以看出它与规范中的图形比较不一样。


Matlab计算得到的图形上的曲线更圆滑，没有出现曲线断开的情况，部分曲线与规范中的变化趋势基本一致。

Matlab 500*500 矩阵数值模拟结果 

在此基础上降低精度，当进行到20*20的矩阵计算时，终于得到一个和规范相似的图形。得到图形如下：

Matlab 20*20 矩阵数值模拟结果在20*20的矩阵运算下，得到的等值线和2012荷载规范给出的基本符合，特别是在曲率变化和曲线断开的地方，都和规范图形相一致。但值得注意的是，在某些曲线上依然有细微的差别，比如A类地貌中最右边的这条曲线，规范中的是发散曲线，而Matlab绘制得到的曲线是收敛的。

这可能是由于不同软件之间的绘图处理方法不同，或由取值不均匀造成。
请大家帮忙，找找为什么会出现比较大的差异，特别是这里。 


在0.002等值线上的差异

【总结】 

（1）2012年荷载规范给出的横风向广义力功率谱SFL图表精度较低
（2）在使用查表法确定横风向广义力功率谱SFL时，在曲线不连续、斜率突变或折算频率fL1*大于0.2的位置，宜使用公式法进行校核，以得到更加准确的结果。

最后说一句：

规范也是一本书，尽信书不如无书，对于书我们一定要保有怀疑的精神，实践出真知，自勉！

==============================

这个是我的微信公众号[Dino结构笔记]：DINOSTRU
也可以通过扫二维码进行关注一下。

[本日志由 dinochen1983 于 2020-06-17 03:24 AM 编辑]
文章来自: 本站原创
引用通告: 查看所有引用 | 我要引用此文章
Tags: