考虑流固耦合效应的膜结构抗风设计方法

膜结构是多自由度、非线性体系，其响应与荷载呈非线性关系，利用现行规范进行抗风设计时存在很多问题。理论上讲，对于这种结构定义荷载风振系数是不正确的，而应该确定结构响应的风振系数。陈波等采用基于响应的位移风振系数和内力风振系数来评估膜结构的动力特性，提出了以最大动响应为控制指标的整体位移风振系数和整体内力风振系数概念。孙晓颖【¨]提出了“流固耦合影响因子”的概念，通过参数分析给出了鞍形和伞形膜结构的流固耦合影响因子的取值范围。

关于膜结构灾变控制方面的研究目前较少。Minami等6J通过对单边支承和双边支承的PTFE膜片的风洞试验研究，发现可通过适当的提高预张力来提高膜结构的失稳临界风速。Yang等运用解析方法研究了预张力、矢跨比、顺风向跨度等对张拉膜结构失稳临界风速的影响，提出可通过适当增加预张力、增大矢跨比、减小跨度、增大结构平面两个方向上的尺寸比以及将结构长向布置在当地常遇风方向等措施来提高临界风速。

以上学者从提高失稳临界风速的角度给出了防止膜结构气弹失稳的措施，但膜结构的预张力通常受膜材性能的限制，矢跨比、两方向尺寸比等会受到建筑造型要求的限制，可调范围都比较有限。因此，仍有必要从增加附加气动装置等其他途径入手，研究有效的气弹失稳控制措施。