对大跨度空间结构而言,风荷载是结构设计中的主要荷载之一,尤其是对刚度小、跨度大的拱型波纹钢屋盖结构,风荷载显得更加重要。相对于高层、高耸建筑而言,大跨度空间结构风荷载的作用有以下特点:
(1)风荷载作用效果不同。对多、高层建筑而言,由于结构层间刚度及整体刚度均很大,风荷载下一般不存在局部稳定问题,局部效应不明显,只需研究强度及整体变形;对高耸结构,虽然层间刚度不弱,但整体刚度较小,在风荷载作用下,结构在顺风向及横风向的振动较为明显,但由于结构振动具有很明显的一维特性,其分析相对简单一些;对大跨结构,结构整体刚度较弱,结构对风荷载在结构表面不同地方的分布情况是非常敏感的,有可能存在动力稳定问题。
(2)风荷载作用的维数不同。对于桅杆结构、高层建筑等,这些结构大多可简化为一维线性受力体系。对于大跨度空间结构而言,风荷载的作用是三维的。
(3)风荷载的空间相关性的考虑。对高层、高耸建筑而言,风荷载的相关性只考虑沿建筑物高度相关即可,但对大跨度空间结构,由于结构三维尺寸接近,必须考虑三个方向的空间相关性。
(4)风荷载需模拟的节点多。由于大跨度结构对风荷载在结构表面不同地方的分布非常敏感,必须针对每一个节点进行时域空间的模拟才显得有意义。
因此,对大跨度空间结构体系而言,人工模拟风速曲线与针对高层、高耸建筑的风速模拟有所不同,一方面必须考虑三维方向的空间相关性及时间相关性,另一方面风荷载的分布也极为重要。
