大跨度钢网架屋面风压预测：POD方法与插值对比

大跨度钢网架结构屋面风压预测（2009年）是一篇关于土木工程领域的论文，针对在风洞试验中遇到的问题，即由于实验条件限制，实际测量的结构表面测点数量远少于节点总数，因此需要对未布置测点的屋架节点处风压进行预测。文章采用了本征正交分解（POD）这一数值模拟方法，这是一种数据降维和重构技术，通过提取风压时程的主要模态来对局部测点的风压进行有效估计。 首先，论文介绍了一般情况下，大跨度屋盖结构如机场、体育馆等公共建筑在设计时需要考虑风荷载作为主要控制因素。为了全面了解屋盖各点的风压时程，风洞试验是常用手段，但受限于实验设施，测点数量有限。因此，研究者需要开发更精确的预测方法来填充这些空白区域。 文章中，作者采用的是双线性插值法，这种方法基于四个最近的测点和它们对应的风压值，通过构建一个双线性曲面来估算中间点的风压。公式（1）详细描述了这个过程，其中P'(x,y,t)是目标点的预测风压，［αe］是单位指示矩阵，仅在单元节点位置有非零元素，而插值函数N(x,y)则根据距离和坐标构建。 然而，作者并未止步于此，还引入了加权的本征正交分解法，这是一种更为精细的预测策略，它考虑了各个模式的权重，能更准确地反映风压分布的复杂性。这种方法通过综合考虑多个模态的贡献，提高了预测的精度。 论文的核心内容是对某海洋馆屋面风压的预测实践，通过对部分测点的风压重组和使用双线性插值以及加权POD方法，对整个屋面的风压分布进行了模拟。然后，作者对这两种方法的预测结果进行了对比分析，以评估其准确性和适用性。 这篇论文提供了在实际工程设计中处理大跨度钢网架结构屋面风压预测问题的一种创新方法，强调了数值模拟技术在解决实际工程挑战中的重要性。通过这种方法，工程师们可以更好地理解和控制大跨度建筑在风荷载下的性能，从而提高结构的安全性和经济性。