暴雨荷载作用下伞形膜结构动力响应的理论与试验研究

研究了伞形膜结构在暴雨荷载作用下的动力响应问题.通过研究雨滴谱、雨滴体积占有率、雨滴降落末速度等暴雨荷载的计算参数,建立了雨荷载计算模型.利用Ansys和Fluent有限元分析软件对伞形张拉膜结构在暴雨荷载作用下的动力响应进行分析,并得到其动力响应规律.进行了人工模拟暴雨荷载试验,模拟了三种不同强度的暴雨荷载对伞形膜结构的作用,并将试验所得结果与数值模拟结果进行了比较.研究结果表明,虽然极端暴雨不能使膜结构直接发生破坏,但暴雨荷载会使膜面产生松弛,松弛率最高达到11.0％,平均为8.14％,从而降低其失稳临界风速,而影响结构安全.研究结果为张拉膜的安全设计提供了相应的理论参考依据,丰富了膜结构设计、建造和维护理论.