基于POD方法的高层建筑表面脉动风压场分解与重构

对于风敏感建筑，其表面风压、风力场重构与预测在主体结构风致响应计算和围护结构风荷载设计时具有重要作用。为此，基于刚性模型测压风洞试验，采用本征正交分解(proper orthogonal decompositions, POD)方法，研究了方形截面高层建筑表面风压场在开阔和城市两种地貌下的作用机理及风压、风力重构与风压预测过程。通过分析主坐标和原始广义力的频谱特性并对比二者相关特性，定量分析了前三阶特征模态分别与顺、横风向广义风力的确定性联系。研究表明：在重构风压、风力时，可以采用低阶主坐标重构时程的均方值占试验时程均方值的占比确定参与重构的模态；重构所得点风压、层间风力和广义风力达到同样精度时参与模态数不断降低，且重构所得顺、横风向广义风力仅需单一主导模态参与；采用部分测点脉动风压对驻点高度典型风压进行预测，与测压试验时程、均方根和功率谱对比发现，预测精度较高。