張拉式膜結(jié)構(gòu)臺風(fēng)中看膜結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計要點

1、多個風(fēng)向角的荷載施加。

膜結(jié)構(gòu)造型多變，最不利風(fēng)向角可能存在多個。因此在施加風(fēng)荷載時，應(yīng)取多個風(fēng)向和體型系數(shù)，盡可能將風(fēng)荷載考慮周全。如視頻中同一風(fēng)向，對左側(cè)膜結(jié)構(gòu)并非最不利、但對于右側(cè)膜結(jié)構(gòu)就是最不利風(fēng)向。

2、脊索與膜面的可靠連接。

脊索在膜面下方，視頻中風(fēng)向時，左側(cè)膜結(jié)構(gòu)的脊索對膜面起到了加強作用；但右側(cè)膜結(jié)構(gòu)在這個風(fēng)向時，脊索與膜面脫離，脊索起不到作用，風(fēng)荷載全部由膜材承受。因此，在僅靠膜材強度不能滿足要求時，可設(shè)計索套或索夾，使索與膜面能夠共同作用，抵抗外荷載。

張拉式膜結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)等強風(fēng)環(huán)境下的抗風(fēng)設(shè)計也十分重要。以下是一些設(shè)計要點：

膜材料的選擇： 選擇具有足夠強度和耐候性的膜材料是關(guān)鍵。常用的膜材料包括聚氯乙烯（PVC）膜、聚四氟乙烯（PTFE）膜等。這些材料應(yīng)該能夠抵抗強風(fēng)帶來的拉伸和撕裂力，并且具有良好的抗紫外線性能。

膜張拉系統(tǒng)設(shè)計： 張拉式膜結(jié)構(gòu)的張拉系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計合理，能夠有效地分散風(fēng)載荷，減少膜的變形和受力集中。合理的張拉系統(tǒng)可以使膜結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)中保持穩(wěn)定性。

支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計： 結(jié)構(gòu)的支撐系統(tǒng)應(yīng)該具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，能夠承受強風(fēng)帶來的水平和垂直荷載。支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)考慮到風(fēng)載荷的作用，采取合適的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

風(fēng)洞試驗： 在設(shè)計階段可以進行風(fēng)洞試驗，模擬真實的臺風(fēng)環(huán)境，評估膜結(jié)構(gòu)在不同風(fēng)速下的響應(yīng)情況。通過風(fēng)洞試驗可以優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計，提高其抗風(fēng)性能。

減風(fēng)措施： 在設(shè)計中可以考慮一些減風(fēng)措施，如采用流線型設(shè)計減少風(fēng)阻力，設(shè)置風(fēng)擋墻減小風(fēng)壓，以及采用防風(fēng)網(wǎng)等措施降低風(fēng)的作用。

定期檢查和維護： 定期檢查膜結(jié)構(gòu)的張拉系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)以及膜材料的狀況，及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)可能存在的損傷或疲勞裂紋，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

綜上所述，張拉式膜結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)中的抗風(fēng)設(shè)計需要綜合考慮膜材料的選擇、張拉系統(tǒng)設(shè)計、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計、風(fēng)洞試驗、減風(fēng)措施以及定期檢查和維護等因素，以確保結(jié)構(gòu)在強風(fēng)環(huán)境下的安全性和穩(wěn)定性。

張拉式膜結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)中的抗風(fēng)設(shè)計尤為重要，因為這類結(jié)構(gòu)更易受到風(fēng)力影響，設(shè)計時需特別關(guān)注以下幾點：

風(fēng)荷載分析：精確計算風(fēng)荷載是基礎(chǔ)，包括基本風(fēng)壓、風(fēng)速譜、風(fēng)向角等因素，并考慮臺風(fēng)可能帶來的極端風(fēng)況。利用風(fēng)洞實驗或高級數(shù)值模擬技術(shù)評估結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布和風(fēng)振效應(yīng)。

形態(tài)優(yōu)化：張拉膜結(jié)構(gòu)的形態(tài)直接影響其風(fēng)荷載分布和氣動穩(wěn)定性。設(shè)計時應(yīng)盡量減少尖角、凹陷等易誘導(dǎo)渦流的幾何特征，采用流線型或雙曲面形態(tài)，以降低風(fēng)阻并分散風(fēng)荷載。

預(yù)張力控制：合理的預(yù)張力設(shè)置對提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性至關(guān)重要。預(yù)張力應(yīng)足以維持膜面形態(tài)，同時避免在強風(fēng)作用下出現(xiàn)過大的變形或振動，通過精確計算和現(xiàn)場調(diào)整來實現(xiàn)。

邊界固定與連接：加強膜材與邊界構(gòu)件（如鋼架、錨固點）的連接，確保連接部分有足夠的強度和剛度，防止在風(fēng)力作用下脫開或損壞。

動態(tài)響應(yīng)分析：考慮張拉膜結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動態(tài)響應(yīng)，包括風(fēng)振和顫振，采用適當(dāng)?shù)臏p振措施，如增加阻尼器或調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，以抑制有害振動。

材料選擇：選用高韌性、耐候性強的膜材，如PVDF或PTFE，確保在長期風(fēng)蝕和極端風(fēng)力下仍能保持良好的性能。

結(jié)構(gòu)冗余度：設(shè)計時考慮一定的安全冗余，比如增強關(guān)鍵部件或采用多重安全措施，以應(yīng)對超出預(yù)期的風(fēng)荷載。

應(yīng)急預(yù)案：制定應(yīng)急預(yù)案，包括監(jiān)測系統(tǒng)和緊急加固措施，以便在臺風(fēng)預(yù)警時快速響應(yīng)，減少可能的損害。

施工與維護：確保施工過程中的臨時穩(wěn)定措施到位，避免在未完成狀態(tài)下遭遇臺風(fēng)。同時，定期檢查維護，保證結(jié)構(gòu)處于良好狀態(tài)，特別是連接件和膜面的完整性。

通過以上要點的綜合考慮和實施，可以有效提升張拉式膜結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)等極端風(fēng)力條件下的安全性和穩(wěn)定性。