济南奥体馆屋盖结构风振响应和等效静力风荷载摘要：在模态加速度法和荷载响应相关法基础上，推导出结构脉动风总响应的实际理论组合公式，首次提出用于补偿背景和共振重量之间耦合项的一致耦合方法（CCM）来求解结构的风致响应，并严格推导出各重量相应的等效静风荷载。将该方法应用于中国最大跨度弦支穹顶屋盖结构——济南奥体馆，通过同步测压试验确定表面风荷载，对其自振特性、风振响应、振型间的耦合项、位移风振系数，以及背景、共振和交叉项的等效静风荷载分布规律进行了讨论。结果表明：风振响应呈现显著的多模态耦合、多振型响应特征；背景和共振重量之间的交叉项影响不能忽略、共振重量相比背景和交叉项重量起主导作用；CCM 方法可作为此类结构风振精细化分析的有效方法。关键词：风振响应；弦支穹顶屋盖；CCM 方法；等效静风荷载；耦合项引言弦支穹顶屋盖，作为一种重要的大跨度空间结构形式，已大量应用于体育场馆和工业设施等大型公共建筑。弦支穹顶自身刚度较小，而且随着结构跨度的不断增大、屋面轻质材料的选用，其对风荷载的作用变得更加敏感，风荷载成为该类结构设计的控制荷载之一，目前缺乏对该类结构风振响应特性的深化认识和精细化的计算方法，没有形成相应的抗风设计指导。因此，对大跨度的弦支穹顶结构的风振响应和等效静风荷载进行系统讨论具有重要的理论意义和价值。采纳 Davenport 提出的三重量方法对非大变形空间柔性结构的风致响应和作用机理进行分析是目前的主流分析手段[1]，并且自 1967 年三重量原理首次提出以来，国内外很多学者对其进行了改进[2～14]。这些改进方法更好地解决了大跨空间结构风致响应的两个重要问题：（1）共振模态的选择及模态间的耦合项求解难题；（2）采纳准静力方法求解背景重量以考虑所有模态对于背景响应的贡献。值得注意的是，这些方法均不考虑背景与共振模态之间的耦合项而直接采纳 SRSS 方法组合背景和共振重量来获得总脉动风致响应，这一作法对于背景和共振模态有较好分离的结构（高层建筑、高耸结构等）误差不大，然而对于大跨度空间柔性结构，这一耦合重量理论上是需要考虑的。鉴于此，在模态加速度法和荷载响应相关法的基础上，推导出结构脉动风总响应的真实理论组合公式，首次定义了共振和耦合恢复力协方差矩阵，提出用于补偿背景和共振模态间交叉项的一致耦合方法（简称 CCM）来求解结构的风致响应，并在此基础上给出了背景、共振和交叉项等效静风荷载的计算方法，给予各...
