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膜結構風振響應研究現狀

膜結構大跨、輕柔、大變形、非線性、造型復雜等特點，給膜結構風振分析帶來了挑戰，傳統的風振分析方法對此類結構不再適用，國內外對膜結構在風荷載作用下結構響應的分析研究尚處于起步階段。

膜結構風振響應研究的方法包括現場實測、隨機振動分析、風洞試驗和數值風洞。現場實測法最為直接，可以得到真實的結構響應數據，并目可以對試驗和數值模擬結果進行驗證。隨機振動分析方法包括頻域方法和時域方法，其中頻域法概念清楚、計算簡單伯在計算中無法考慮非線性對結構風振的影響。時域法適用范圍較廠，可以者慮結構的非線性，具有較高的計算精度，因此被廠泛應用：在應用該方法前首先需要借助風洞試驗或計算機模擬得到風時程樣本，然后將風時程加載到結構上在時域內進行求解，最后對響應結果進行統計分析獲得結構風振特性。應用風洞試驗法進行結構風振研究分為兩種思路，一種采用剛性模型，獲得結構表面的風壓分布后結合隨機振動時域法獲得結構響應，另一種是采用氣彈模型，直接測得結構的風荷載和風振響應。氣彈模型要滿足動力相似條件，而且還需要對結構的響應實現高精度測量，技術難度較大。運用數值風洞方法研究膜結構風振響應，一種可以采用剛性模型，選用合適的瑞流模型在進行風場繞流分析后獲得結構表面風荷載，結合隨機振動分析法進行結構風振響應分析：另一種為流固耦合模擬，可以直接獲得風荷載下結構的位移信息。流固耦合模擬對計算機性能要求高，目前結構與風場的耦合計算中耦合邊界數據傳、瑞流模擬等問題尚需要進一步研究解決。國內外學者在索膜結構風振響應方面做了大量的探索和研究。