小垂度薄膜屋盖的气弹动力耦合作用方程

关 键 词:结构设计论文
资料等级:小垂度薄膜屋盖的气弹动力耦合作用方程
发布时间:2018-2-23
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资料简介
小垂度薄膜屋盖的气弹动力耦合作用方程 在薄膜结构所承受的荷载中,风荷载一般是起控制作用的,它也是结构及膜材破坏的主要原因之1996年亚特兰大奥运会主馆佐治亚穹顶以及2002年韩日世界杯济州岛体育场均曾有过在大风作用下发生局部和整体破坏的经历。这不仅是因为向上的风吸力可能比结构当时承担的向下的荷载大,而且由于薄膜结构的自重较小,在风荷载作用下其位移、速度和加速度反应较大,可能改变结构周围气流场,而气流场的改变会进一步改变作用于结构上的风荷载,从而形成风荷载与结构反应的相互影响,即风与结构反应的耦合作用。当风荷载与流固耦合作用力反相时,结构的反应较不考虑耦合作用时的小;但当风荷载与流固耦合作用力同相时,结构会从风环境中吸收能量,发生自激性振动,特别是当这种耦合作用很强且持续时间较长时,由于结构不断地从风环境中吸收能量,使得结构增加的能量大于结构阻尼所能够消耗的,这时结构的反应会不断增大,从而改变了结构具有承载力所必需的形状而丧失使用功能,称为气弹动力失稳。
编辑评价
薄膜结构自重轻、刚度小、自振频率低,对风的作用非常敏感,一般认为在风荷载作用下会产生较大的位移和加速度反应,并可能引起局部流场的变化甚至诱发气弹失稳,所以应在考虑风与结构的耦合作用基础上分析结构的风振反应。研究了风与薄膜屋盖的耦合作用方程。从弹性薄壳的无矩理论出发,考虑薄膜结构的几何非线性,并引入扁壳理论的假定建立了小垂度薄膜屋盖的平衡方程和相容方程。然后采用流体力学中的势流理论并参考空气动力学中的薄翼型理论确定了作用于封闭薄膜屋盖外侧的动气压,从而建立了风与薄膜屋盖的动力耦合作用方程。为下一步的研究提供了解析模型。
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