膜结构设计的风荷载与风洞试验
　　
　　1、膜结构抗风设计的重要性
　　
　　近年来，一些大型膜结构在强风作用下破坏的实例，也从另一个侧面证明了抗风设计的重要性。比如，美国佐治亚穹顶在建成几年后，于 1995 年的一次大雨强风袭击下，五片薄膜被撕裂，撕裂长度达20余米；
　　
　　膜结构与传统建筑结构的两个显著特点是轻和柔。轻，意味着结构自身的惯性力很小，地震作用下的影响基本可以忽略不计，相对比较下风对膜结构的影响更为重要；柔，意味着弯曲刚度很低，膜结构对外荷载的抵抗主要通过自身形状的改变来实现，即膜结构在荷载作用下会产生非常大的变形，表现出明显弯曲线性特征。这些特点决定了膜结构是风敏感结构，抗风设计是膜结构的设计中很好的要考虑的因素。
　　
　　2、膜结构抗风参数的确定
　　
　　由于膜结构的形体各异以及相关理论研究的滞后，目前在膜结构的体型系数和风振系数确定方面还没有一种普遍适用的方法。由于膜结构的响应与荷载呈非线性关系，因此定义荷载风振系数在理论上并不完善，应该确定基于响应的风振系数。对于复杂体型的大、中型膜结构，需借助风洞试验来确定相应设计参数。 　　3、膜结构风洞试验
　　
　　所谓风洞试验，就是将建筑物的缩尺模型置于一个特殊设计的管道内，用动力设备产生与实际情况近似的可控制的气流，并借助一定的测量仪器，获得所需的气动力信息。
　　
　　膜结构风荷载的确定包含对膜结构表面风压分布的预测，或是风载体型系数的确定，以及对结构在脉动风荷载作用下的动态响应的预测，或是风振系数的确定两部分。尽管风洞试验具有费用高、周期长、某些相似数无法准确模拟等缺点，但它仍然是目前研究钝体绕流的主要方法。目前的风洞测压试验技术已比较成熟，借助大气边界层风洞，通过对刚性模型表面动态风压的测量，所获得的结果，可以基本满足结构设计的要求。由于膜结构在荷载作用下的位移较大，结构位形的变化必然会对其周围风场产生影响，从而改变其表面的风压分布。所以膜结构的风致动力响应过程是一个典型的流固耦合（风与结构相互作用）过程。对这一动力过程的风洞试验模拟必须采用气动弹性模型。气动弹性模型试验涉及到大量的相似参数和复杂的观测技术，技术难度大，目前国内外在这方面都还处于研究阶段。 　　随着计算机有限元技术的发展，一种将计算流体力学和计算结构力学结合起来，用计算流体力学来模拟结构周围的风场、用计算结构力学来模拟膜结构，再借助某些参数的传递来实现两者之间的耦合作用的所谓“数值风洞”技术受到了越来越多的重视。从理论上讲，这种方法具有较强的准确度和广泛的适应性。在实际操作上，还有很多技术问题有待于进一步探讨。
　　
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