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考慮流固耦合效應的膜結構抗風設計方法

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

關于膜結構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，發現可通過適當的提高預張力來提高膜結構的失穩臨界風速。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構失穩臨界風速的影響，提出可通過適當增加預張力、增大矢跨比、減小跨度、增大結構平面兩個方向上的尺寸比以及將結構長向布置在當地常遇風方向等措施來提高臨界風速。

以上學者從提高失穩臨界風速的角度給出了防止膜結構氣彈失穩的措施，但膜結構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控制措施。