單向張拉膜結構氣彈模型風洞試驗研究.pdf

1、張拉膜是一種新型的結構體系，其剛度是靠膜內預張力和一定幾何形狀而形成的,這類結構與傳統(tǒng)的結構相比具有兩個顯著的特點“輕”和“柔”。這使得膜結構具有良好的抗震性能但對風荷載作用敏感，膜結構在風荷載的作用下會產生結構與風場之間的相互作用即所謂的“流固耦合”效應，在一定條件下會使結構發(fā)生破壞，因此其風振特性的研究對該類結構的設計非常重要。
　　膜結構形式多樣，一般為復雜的三維體系，因此其流固耦合特性的影響因素很多。本文以單向張拉膜結構作

2、為研究對象，其結構形式簡單且不失張拉膜結構的一般性，對于機理性研究是最好的選擇。此外單向張拉膜結構受力特性簡單明確，在一定條件下可以簡化為二維，使得解析求解或數值模擬相對簡單，有助于以后試驗與理論求解的相互驗證。本文正是基于這樣的思想對該類結構進行氣彈模型風洞試驗，通過改變結構特性參數和流場特性參數，來研究風與結構之間的流固耦合特性。主要工作如下：
　　1.制定了氣彈模型試驗的研究方案，從結構特性參數的改變包括不同膜內預張力、不同

3、膜材和流場特性參數的改變包括不同來流、不同底部支撐條件，這幾個方面來討論空氣和膜之間的流固耦合性能。
　　2.運用π定理對單向張拉膜結構氣彈模型試驗需要滿足的相似條件進行了推導；設計了單向張拉膜結構的開敞式和封閉式氣彈模型；采用不同的方法對乳膠薄膜、防雨綢這兩種膜材進行了材性試驗。
　　3.對單向張拉膜氣彈模型進行了風洞試驗，預張力變化試驗包括10N/m、20N/m、30N/m三種情況；下部支撐情況包括開敞式和封閉式；地貌情