考慮流固耦合效應的膜結(jié)構(gòu)抗風設計方法

膜結(jié)構(gòu)是多自由度、非線性體系，其響應與荷載呈非線性關系，利用現(xiàn)行規(guī)范進行抗風設計時存在很多問題。理論上講，對于這種結(jié)構(gòu)定義荷載風振系數(shù)是不正確的，而應該確定結(jié)構(gòu)響應的風振系數(shù)。陳波等采用基于響應的位移風振系數(shù)和內(nèi)力風振系數(shù)來評估膜結(jié)構(gòu)的動力特性，提出了以最大動響應為控制指標的整體位移風振系數(shù)和整體內(nèi)力風振系數(shù)概念。孫曉穎【¨]提出了“流固耦合影響因子”的概念，通過參數(shù)分析給出了鞍形和傘形膜結(jié)構(gòu)的流固耦合影響因子的取值范圍。

關于膜結(jié)構(gòu)災變控制方面的研究目前較少。Minami等6J通過對單邊支承和雙邊支承的PTFE膜片的風洞試驗研究，發(fā)現(xiàn)可通過適當?shù)奶岣哳A張力來提高膜結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)臨界風速。Yang等運用解析方法研究了預張力、矢跨比、順風向跨度等對張拉膜結(jié)構(gòu)失穩(wěn)臨界風速的影響，提出可通過適當增加預張力、增大矢跨比、減小跨度、增大結(jié)構(gòu)平面兩個方向上的尺寸比以及將結(jié)構(gòu)長向布置在當?shù)爻Ｓ鲲L方向等措施來提高臨界風速。

以上學者從提高失穩(wěn)臨界風速的角度給出了防止膜結(jié)構(gòu)氣彈失穩(wěn)的措施，但膜結(jié)構(gòu)的預張力通常受膜材性能的限制，矢跨比、兩方向尺寸比等會受到建筑造型要求的限制，可調(diào)范圍都比較有限。因此，仍有必要從增加附加氣動裝置等其他途徑入手，研究有效的氣彈失穩(wěn)控制措施。