張拉膜結(jié)構(gòu)風振控制研究.pdf

1、膜結(jié)構(gòu)最主要的特點是質(zhì)量輕、剛度小，風荷載是其設計的主要控制荷載。近年來國內(nèi)外許多的膜結(jié)構(gòu)工程遭受風災破壞，因此采取有效的控制措施提高膜結(jié)構(gòu)的抗風性能越顯重要。本文基于CFD數(shù)值模擬技術和風洞試驗，對單向張拉膜和鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)的風振控制問題進行了探索性研究。
　　首先對本文采用的研究方法和控制方法進行了介紹，單向張拉膜結(jié)構(gòu)可簡化為二維結(jié)構(gòu)，采用CFD數(shù)值模擬技術對其進行研究，而鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)為三維結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)有CFD數(shù)值模擬技術的

2、限制，本文主要通過風洞試驗對其進行研究。目前工程中采用的改善結(jié)構(gòu)抗風性能的措施主要有三種，即氣動措施、結(jié)構(gòu)措施和耗能減振措施，由于膜結(jié)構(gòu)輕柔的特點采用氣動措施和結(jié)構(gòu)措施對其進行風振控制是可行的。在此基礎上提出以最大位移折減系數(shù)和極值風壓折減系數(shù)作為控制因子來定量描述各控制措施的控制效果。
　　然后，基于二維流固耦合數(shù)值模擬技術，對單向張拉膜結(jié)構(gòu)風振控制展開研究，以封閉式單向張拉膜為研究對象，采用設置導流板，改變預張力、膜面跨度、膜

3、面初始形狀等控制措施分析其對膜結(jié)構(gòu)的影響，給出風振控制的建議，即增大預張力、降低跨度、膜面迎風傾斜、膜面上凸均能有效減低單向張拉膜的最大位移，此外膜面下凹超過一定矢跨比或設置合理高度的導流板也能對單向張拉膜的最大位移起到一定的控制效果。
　　最后，基于鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)剛性模型和氣彈模型風洞試驗，對鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)風振控制展開研究，探討設置導流板、格柵，改變預張力、矢跨比等控制措施對鞍形膜結(jié)構(gòu)荷載分布、位移響應的影響，給出風振控制的建議