當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛度較小,湖南膜結(jié)構(gòu)自振頻率較低時(shí),在脈動風(fēng)荷載的作用下可能產(chǎn)生較大的變形和振動,所以在設(shè)計(jì)索膜這類小剛度結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)進(jìn)行風(fēng)振動力計(jì)算。索膜結(jié)構(gòu)具有振型頻譜密集、非線性特征和三維效應(yīng)不可忽略等特點(diǎn),針對高層和橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)振分析方法不能直接應(yīng)用。索膜結(jié)構(gòu)的響應(yīng)與荷載呈非線性關(guān)系,對于索膜結(jié)構(gòu)定義荷載風(fēng)振系數(shù)或陣風(fēng)系數(shù)在理論上也是不正確的。(4)空氣動力失穩(wěn)膜結(jié)構(gòu)是風(fēng)敏感結(jié)構(gòu),存在空氣動力失穩(wěn)(AerodynamicInstability)的問題。湖南膜結(jié)構(gòu)從本質(zhì)上看,結(jié)構(gòu)空氣彈失穩(wěn)是由于結(jié)構(gòu)在振動過程中從與氣流的振型耦合中吸收能量,當(dāng)吸收能量大于耗散能量時(shí),就會產(chǎn)生能量累積,當(dāng)這種能量累積達(dá)到某一閥值(臨界風(fēng)速)后,結(jié)構(gòu)就會從一種低能量(穩(wěn)定)的振動形式躍遷到另一種高能量(不穩(wěn)定)的振動形式上去。所以,膜結(jié)構(gòu)存在設(shè)計(jì)風(fēng)速作用下的動力失穩(wěn)問題,幸運(yùn)的是至今還沒有這方面破壞的膜結(jié)構(gòu)實(shí)例。2.膜面褶皺問題結(jié)構(gòu)上的褶皺(Drape)是指因膜面在一個(gè)方向上出現(xiàn)壓應(yīng)力導(dǎo)致膜材屈服而產(chǎn)生的褶皺現(xiàn)象,而結(jié)構(gòu)松弛是指膜面在兩個(gè)方向上都呈現(xiàn)無張力狀態(tài),故松弛的膜面不能承受任何荷載。褶皺判別的兩種方法:(設(shè)拉為正、壓為負(fù))(1)應(yīng)力準(zhǔn)則:若主應(yīng)力σ2>0,膜元是張緊的;若σ2<0且σ2>0,膜元是褶皺的;若σ1<0,單元是松弛的。(2)應(yīng)變準(zhǔn)則:若ε2>0,膜元是張緊的;若ε2<0且ε1>0,膜元是褶皺的;若ε1<0,單元是松弛的。湖南膜結(jié)構(gòu)在荷載分析中,在每一荷載增量步中對所有的單元進(jìn)行逐一判別,如發(fā)現(xiàn)褶皺單元,可按以下方法處理:(1)修改單元?jiǎng)偠龋簻p小褶皺單元對結(jié)構(gòu)總體剛度的貢獻(xiàn),即修改褶皺單元的剛度矩陣,從而減小自身的實(shí)際荷載分擔(dān),結(jié)果是增加了相臨單元的負(fù)擔(dān)。(2)修改結(jié)構(gòu)剛度:回到找形階段,對曲面進(jìn)行修正,即通過修改局部區(qū)域的邊界條件或調(diào)整預(yù)應(yīng)力的方法來修正結(jié)構(gòu)的剛度。常用的膜結(jié)構(gòu)幾何非線性荷載分析軟件有:美國ANSYS,德國EASY(EasyScan)、意大利Forten32、新加坡WinFabric,湖南膜結(jié)構(gòu)英國InTENS等等。
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