索膜结构抗风性能的复杂性
索膜结构抗风性能的复杂性索膜结构主要承受自重,活载,雪载及风载。作为一种典型的大跨轻质屋
面,向上的风载很可能比向下的自重,活载和雪载之和更大。因而,风载尤其是
风吸成为索膜结构主要的控制荷载。不少充气索膜结构的事故是由强风引起的。
索膜结构与其他屋面结构相比,在受风荷载作用时有许多自身的特点。首
先,索和膜均为柔性材料,不能抵抗平面外弯矩,只能通过自身的变形来将弯矩
转化为轴力与剪力,这导致了索膜结构受荷过程中变形较大的特点。大变形的特
点使以往成熟的线性风振理论不能适用于索膜结构,面需采用非线性理论进行分
析。其次,由于索膜自重轻,刚度小而自振频率较低且密集,在风载作用下局部
膜单元的加速度和速度反应较大,可能对周围的空气紊流速度产生影而产生自激
振动:同时,部分膜单元在风载作用下,产生较大的变形,风载作用方向和大小
与结构的变形之间存在着相互的耦合作用。即在整个风振分析过程中,膜面表面
风场随着结构变形而变化,反过来又影响着结构的变形,使问题更加复杂。
由于索膜结构抗风性能的复杂性,其研究进展决定着索膜结构的应用前景,
自前国内外在这一一领域的研究均在起步阶段。一些定性的问题上已经达成了观
点的一致,但要定量的确定还需要更多的研究。归结起来,可分为风振响应理论
计算方法,风洞试验和数值洞三种方法.
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