[01635050]考虑耦合效应的大跨度索膜建筑结构分析设计

由于建筑用膜材料(PVC覆盖聚脂纤维和PTFE涂覆玻璃纤维)的出现，使得膜结构作为永久性建筑成为可能，从而推动了索膜建筑的蓬勃发展。但国内外由于风荷载引起结构破坏的实例并不罕见，抗风设计理论方面都还不成熟，对某些风作用破坏机理尚不十分清楚，结构的抗风设计理论没有很好的结合膜结构自身的特点。既可能造成不必要的浪费又不能排除某些未预见到的隐患。因此需要从多个方面、不同角度进行理论计算和实验研究，以逐步建立起较合理的能基本反映三维柔性体系流固耦合效应的模型，力求达到对实际的三维问题进行计算分析，通过系统的模拟分析来考察索膜结构风振响应的响应规律，为实际设计提供更加合理的设计依据。其研究意义对索膜结构乃至柔性弹性体的风振问题十分深远，既可以防止索膜结构灾害事故的发生，又可节省大量资金，其研究成果对于将来索膜结构的设计、施工和应用具有非常良好的应用前景。该项目成果可以在设计时考虑耦合效应和膜结构的抖动效应，使膜结构更安全，更经济，可大幅度降低膜材用量，降低工程造价，具有实际意义。应用范围：适用于大跨度空间的建筑结构。技术特性：1、可以对张拉索膜结构进行最基本的初始形态分析和静力分析。2、可以对具有空间相关性的脉动风场进行模拟。3、可以对索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应进行分析。4、可以对索膜结构在竖向脉动风影响下的风振响应和考虑膜结构与空气的固流耦合效应进行分析。市场及经济效益预测：索膜结构在风作用下的动力响应问题的研究，在理论上包括频域和时域的求解方法。索膜结构在受力过程中表现出较大的几何非线性特性，是典型的非线性体系，在时域内薄膜结构的非线性、风与结构物的耦合作用等影响因素均可以得到考虑。对于索膜结构的流固耦合作用，即气动弹性问题的研究，国内外也处于探讨阶段。因此，大跨度索膜建筑结构课题的研究成果对于今后大规模的索膜建筑的设计和防止在风载荷作用下的破坏将产生重大的社会和经济效益。成果鉴定、获得专利、获奖及推广应用情况：2007年通过辽宁省科技厅鉴定，2008年获得阜新市科技进步一等奖。合作方式：设计分析或技术转让。