傘形膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)研究

以單一傘形、雙傘組合、三傘組合張拉膜結(jié)構(gòu)為研究對象

（1）三種體型的膜結(jié)構(gòu)膜面風(fēng)壓分布規(guī)律大致相同。傘迎風(fēng)邊緣位置較低在傘形膜結(jié)構(gòu)表面的迎風(fēng)區(qū)形成止壓區(qū)，傘孔處位置較高，對氣流形成阻礙，在迎風(fēng)區(qū)靠近傘用位置形成極值正壓，氣流繞過傘后形成極值負壓區(qū)，由負壓中心向外，負壓逐漸減小直至膜面邊緣。在45。風(fēng)向角下，傘形組合結(jié)構(gòu)膜面風(fēng)壓分布不同于單一傘形膜結(jié)構(gòu)，受后一個膜面迎風(fēng)角點的影響，前一個膜面的風(fēng)壓不再關(guān)于風(fēng)向?qū)ΨQ分布，在風(fēng)荷載作用下，膜面承受彎矩作用，對結(jié)構(gòu)較為不利。

（2）風(fēng)向角對膜面正負風(fēng)壓分布域有顯著影響，風(fēng)向角的變化會造成結(jié)構(gòu)膜面正壓區(qū)和負壓區(qū)的遷移，45。風(fēng)向時膜面正壓區(qū)位結(jié)構(gòu)角點周圍，風(fēng)荷載作用下角點周圍膜面容易撕裂，應(yīng)注意對角點部位膜面進行加強處理。單傘和雙傘組合結(jié)構(gòu)的止壓極值和負壓極值均為0°和45°風(fēng)向角時取得，三傘組合結(jié)構(gòu)的止壓極值和負壓極值在0°和90°風(fēng)向角時取得，在設(shè)計時應(yīng)著重考慮相應(yīng)風(fēng)向角。隨著矢跨比的增加，結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓逐漸增加，在進行設(shè)計時應(yīng)盡量采取合理的結(jié)構(gòu)矢跨比。

（3）結(jié)構(gòu)響應(yīng)時程結(jié)果表明，由于風(fēng)壓力的作用，三種形式的膜結(jié)構(gòu)在迎風(fēng)區(qū)的響應(yīng)均值、峰值和根方差均較小，受風(fēng)吸力作用，在傘附近背風(fēng)側(cè)的膜面位移向上，結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)和內(nèi)力響應(yīng)都較大。結(jié)構(gòu)中第一個膜片迎風(fēng)區(qū)受風(fēng)壓最大，風(fēng)壓作用減弱了第一個膜片的風(fēng)致振動響應(yīng)，在雙傘組合結(jié)構(gòu)和三傘組合結(jié)構(gòu)中均為第一個膜片迎風(fēng)區(qū)位移響應(yīng)最小。在45°風(fēng)向角下，三種形式結(jié)構(gòu)的膜面位移最大位置均位于傘孔邊緣，膜內(nèi)力極值位置均位于背風(fēng)角點附近。

（4）風(fēng)振響應(yīng)參數(shù)分析表明，通過對三種體型結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)參數(shù)分析可知，三種結(jié)構(gòu)形式均在0°風(fēng)向角下位移達到最大：三種形式傘形膜結(jié)構(gòu)的位移變化率隨著頑張力的增加均趨于減小，常見關(guān)跨比為1/14~1/12的單傘和雙傘組合張拉膜結(jié)構(gòu)當(dāng)預(yù)張力從4kN/m增加到5kN/m時，結(jié)構(gòu)位移變化率已經(jīng)小于2%