膜結構設計的風荷載與風洞試驗
　　
　　1、膜結構抗風設計的重要性
　　
　　近年來，一些大型膜結構在強風作用下破壞的實例，也從另一個側面證明了抗風設計的重要性。比如，美國佐治亞穹頂在建成幾年后，于 1995 年的一次大雨強風襲擊下，五片薄膜被撕裂，撕裂長度達20余米；
　　
　　膜結構與傳統(tǒng)建筑結構的兩個顯著特點是輕和柔。輕，意味著結構自身的慣性力很小，地震作用下的影響基本可以忽略不計，相對比較下風對膜結構的影響更為重要；柔，意味著彎曲剛度很低，膜結構對外荷載的抵抗主要通過自身形狀的改變來實現，即膜結構在荷載作用下會產生非常大的變形，表現出明顯彎曲線性特征。這些特點決定了膜結構是風敏感結構，抗風設計是膜結構的設計中很好的要考慮的因素。
　　
　　2、膜結構抗風參數的確定
　　
　　由于膜結構的形體各異以及相關理論研究的滯后，目前在膜結構的體型系數和風振系數確定方面還沒有一種普遍適用的方法。由于膜結構的響應與荷載呈非線性關系，因此定義荷載風振系數在理論上并不完善，應該確定基于響應的風振系數。對于復雜體型的大、中型膜結構，需借助風洞試驗來確定相應設計參數。 　　3、膜結構風洞試驗
　　
　　所謂風洞試驗，就是將建筑物的縮尺模型置于一個特殊設計的管道內，用動力設備產生與實際情況近似的可控制的氣流，并借助一定的測量儀器，獲得所需的氣動力信息。
　　
　　膜結構風荷載的確定包含對膜結構表面風壓分布的預測，或是風載體型系數的確定，以及對結構在脈動風荷載作用下的動態(tài)響應的預測，或是風振系數的確定兩部分。盡管風洞試驗具有費用高、周期長、某些相似數無法準確模擬等缺點，但它仍然是目前研究鈍體繞流的主要方法。目前的風洞測壓試驗技術已比較成熟，借助大氣邊界層風洞，通過對剛性模型表面動態(tài)風壓的測量，所獲得的結果，可以基本滿足結構設計的要求。由于膜結構在荷載作用下的位移較大，結構位形的變化必然會對其周圍風場產生影響，從而改變其表面的風壓分布。所以膜結構的風致動力響應過程是一個典型的流固耦合（風與結構相互作用）過程。對這一動力過程的風洞試驗模擬必須采用氣動彈性模型。氣動彈性模型試驗涉及到大量的相似參數和復雜的觀測技術，技術難度大，目前國內外在這方面都還處于研究階段。 　　隨著計算機有限元技術的發(fā)展，一種將計算流體力學和計算結構力學結合起來，用計算流體力學來模擬結構周圍的風場、用計算結構力學來模擬膜結構，再借助某些參數的傳遞來實現兩者之間的耦合作用的所謂“數值風洞”技術受到了越來越多的重視。從理論上講，這種方法具有較強的準確度和廣泛的適應性。在實際操作上，還有很多技術問題有待于進一步探討。
　　
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