[发明专利]一种大跨度屋盖结构脉动风致响应计算的块里兹向量生成方法

权利要求书

1.一种大跨度屋盖结构脉动风致响应计算的块里兹向量生成方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

步骤一：利用风洞实验测量或者数值模拟方法获得大跨度房屋盖表面的t时刻脉动风压向量p₁(t)，p₂(t)，……，p_i(t)，……，p_N(t)，其中p_i(t)为t时刻的、结构第i自由度上的风压向量，N为结构的自由度数；把脉动风压向量表示成风压列向量{p(t)}的形式，即

{p(t)}＝{p₁(t)，p₂(t)，……，p_i(t)，……，p_j(t)，……，p_N(t)}^T，同时提取结构刚度矩阵[K]和质量矩阵[M]；

步骤二：计算风压列向量{p(t)}的协方差矩阵[c]，协方差矩阵[c]的元素i＝1，2，…，N；j＝1，2，…，N；

步骤三：对协方差矩阵[c]进行本征正交分解，利用[c]{υ}_n＝λ_n{υ}_n(n＝1，2，…，N)求出协方差矩阵[c]的特征值λ₁、λ₂、……、λ_i、……、λ_N和正则化的特征向量{υ}₁、{υ}₂、……、{υ}_i、……、{υ}_N；正则化的特征向量为本征模式；再根据(n＝1，2，…，N)，计算风压向量在轴上的投影a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_N(t)；即求出了与时间相关的主坐标a_n(t)；

步骤四：以步骤三计算出的本征模式{υ}₁、{υ}₂、……、{υ}_i、……、{υ}_N和主坐标a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_N(t)，将风压列向量{p(t)}用本征模态和主坐标表示，即{p(t)}=Σi=1Nai(t){υ}i;]]>

步骤五：用本征模态{υ}₁，{υ}₂，……，{υ}_k，……，{υ}_m表示脉动风压场的m(m≤N)个荷载空间分布模式，对主坐标a₁(t)、a₂(t)、……、a_i(t)、……、a_m(t)进行功率谱分析，其曲线峰值所对应的频率即为脉动风压荷载模式的中心频率ω₁，ω₂，……，ω_k，……，ω_m；

步骤六：利用步骤六获得的m个多荷载模式{υ}₁，{υ}₂，…，{υ}_m及荷载模式中心频率ω₁，ω₂，……，ω_k，……，ω_m，根据k＝1，……，m获得初始迭代向量其中[K]和[M]为步骤一中所述的刚度矩阵和质量矩阵；

步骤七：计算其中

步骤八：按计算模态参与因子p₁₁，式中{s}1=([K]-ω12[M])-1{υ}1;]]>

步骤九：判断模态参与因子p₁₁是否小于等于0.05，如果是，则获得块里兹向量结束；如果否，执行步骤十；

步骤十：令k＝2；

步骤十一：计算

再计算

步骤十二：按计算模态参与因子，式中{s}k=([K]-ωk2[M])-1{υ}k;]]>

步骤十三：判断模态参与因子p_1k是否小于0.05，如果是，组合获得块里兹向量结束；如果否，执行步骤十四；

步骤十四：判断k＝m是否成立，如果否，令k＝k+1，执行步骤十一；如果是，执行步骤十五；

步骤十五：令i＝2；

步骤十六：令h＝1；

步骤十七：计算

步骤十八：计算其中

步骤十九、判断模态参与因子p_ih是否小于等于0.05，如果是，组合获得块里兹向量结束；如果否，执行步骤二十；

步骤二十：判断h＝m是否成立，如果否，则令h＝h+1，执行步骤十七；如果是，执行步骤二十一；

步骤二十一：令i加1；

步骤二十二：令h＝1；

步骤二十三：计算

步骤二十四：计算其中

步骤二十五：判断模态参与因子p_ih是否小于等于0.05，如果是，组合获得块里兹向量结束；如果否，执行步骤二十六；

步骤二十六：判断h＝m是否成立，如果否，则令h加1，执行步骤二十三；如果是，执行步骤二十七；

步骤二十七：判断i＝N是否成立，如果否，则令i加1，执行步骤二十三；如果是，组合获得块里兹向量