关于薄膜大挠度理论张拉平面膜结构气动稳定性分析.pdfVIP

第 40卷 第 4期 四JiI建筑科学研究 2014年 8月 SichuanBuildingScience 基于薄膜大挠度理论的张拉平面膜结构 气动稳定性分析 徐 磊 ，曾琦云 ，余路遥 (1．四川I大学工程设计研究院，四川 成都 610207； 2．中国石化石油工程建设有限公司，E京 100101； 3．上海天华建筑设计有限公司成都分公司，四jiI成都 610041) 摘 要：基于冯 ·卡门薄膜大挠度理论，采用达朗贝尔原理，结合势流理论和薄翼型理论，建立了张拉平面膜结构 在风荷载作用下的非线性气动耦合控制方程，并利用伽辽金法对其进行求解。对其解的稳定性进行判断，得到结 构发散失稳的临界风速。通过算例，分析了结构各参数对失稳临界风速的影响。分析表明，张拉平面膜结构气动 稳定性受多个参数共同控制，合理控制双向跨度和预张力是提高其气动稳定性的主要手段。 关键词：膜结构；气动失稳 ；非线性；临界风速 中图分类号：TU358 文献标志码 ：A 文章编号：1008—1933(2014)04—001—06 Analysison theaerodynamicinstabilityoftensionedplanemembrane structurebased on thelargedeflectiontheoryofmembrane XULei，ZENGQiyun ，YULuyao’ (1．EngineeringDesignandResearchInstituteofSichuanUniversity，Chengdu 610207，China； 2．SinopecPetroleumEngineeringConstructionCo．，Ltd．，Beijing 100101，China； 3．ShanghaiTianhuaArchitecturalDesignCo．，Ltd．ChengduBranch，Chengdu 610041，China) Abstract：Basedon VonK6rm6n’Slargedeflection theory ofmembrane，thenonlinearaerodynamiccouplinggoverningequationsof tensionedplanemembranestructureunderwindloadareestablishedbyD’Alembert’Sprinciplecombinedwiththepotentialflow theory andthinairofiltheory．ThegoverningequationsaresolvedbyBubnov—Galerkinmethod．Throughjudgingthestabilityofitssolution，the criticalwindvelocityofdivergenceinstabilityisdetermined．Incomputational examples，theimpactsofeachsturcturalparameteronthe instabilitycriticalwindvelocityareanalyzed．Theanalysisshowsthattheaerodynamicstba ilityoftensionedplanemembranesturctureis controlledbymultipleparameters；tocontrolthespan andpretensionreasonablyisthemainmeasureforimprovingitsaerodynamic stability． Keywords：membranesturcture；aerodynamicinstability；nonlinear；criticalwindvelocity 州颐和山庄楼顶