索膜结构风振响应分析及抗风设计

大跨度张力结构（索膜结构）轻而柔软，是对风敏感结构；本文探究索、膜结构动力性能特点及抗风设计中新的问题。

• 作为多自由度的复杂三维体系，其自振频率分布密集，振型相互耦合。
• 几何非线性特征明显。
• 气流结构耦合（流固耦合）不可忽视。
  不同体系结构的风振特性也有差别
• 采用传承刚性屋面的一些悬索结构——具有较好的整体工作性能，在脉动风作用下多数属于限幅随机振动。但是需要开发一些使用于复杂非线性系统的随机振动分析方法。
• 大跨度结构和索膜结构——流固耦合作用较为明显。需要加强风振气弹反应的研究。
  几种非线性随机振动方法的开发
  1、随机振动离散分析方法
  基本思路：将体系的动力状态方程在时域内离散化，导出求状态向量的含参数B的差分递推式，根据随机激励的均值和相关特性，直接得出体系的均值响应和均方响应。
  参数分析：对实际尺寸的椭圆平面和棱形平面的双曲抛物面索网膜结构进行大规模参数分析，取得规律性的结果。
  2、随机模拟时程分析方法
  基础思路：根据膜结构风荷载的统计特性进行计算机模拟，人工生成风速时程（激励样本）；根据激励样本在时域内求解动力微分方程，得到响应时程（响应样本）；对响应样本进行统计分析，求得响应的均值、均方差和频谱特性。
  3、随机模拟时程分析方法的改进
  基本思路：针对膜结构的特点，在运动方程中考虑了结构振动速度对风压的修正。