張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)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(fēng)荷載是其設(shè)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(fēng)災(zāi)破壞，因此采取有效的控制措施提高膜結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能越顯重要。本文基于CFD數(shù)值模擬技術(shù)和風(fēng)洞試驗，對單向張拉膜和鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)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(shù)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(shù)的

2、限制，本文主要通過風(fēng)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(fēng)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(fēng)振控制是可行的。在此基礎(chǔ)上提出以最大位移折減系數(shù)和極值風(fēng)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(shù)，對單向張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制展開研究，以封閉式單向張拉膜為研究對象，采用設(shè)置導(dǎo)流板，改變預(yù)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(fēng)振控制的建議，即增大預(yù)張力、降低跨度、膜面迎風(fēng)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(shè)置合理高度的導(dǎo)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(fēng)洞試驗，對鞍形張拉膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制展開研究，探討設(shè)置導(dǎo)流板、格柵，改變預(yù)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(yīng)的影響，給出風(fēng)振控制的建議