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随着全球经济和科技的快速发展,对大跨度建筑的需求越来越多,膜结构质量轻、外形美观,能实现大跨度,因此应用广泛。膜结构柔性大,对风荷载敏感,因此在设计过程中风荷载作为控制荷载必须考虑。而随着结构的使用,发现有些张拉膜结构破坏时所承受的风力等级远没达到设计要求,究其原因在于实际中风雨往往同时出现,风雨在建筑物接触面产生相互作用,原有风场发生变化,膜结构产生超出使用范围的大变形而破坏。鉴于此,本文在风雨同时作用下进行张拉膜结构的响应研究,建立风雨作用模型,考虑结构与荷载之间的双向流固耦合作用,对风雨共同作用下结构响应进行分析,该研究对膜结构设计具有一定的指导意义。首先介绍用计算流体力学(CFD)方法进行张拉膜结构响应分析的原理,选取FCBI-C单元划分网格,使用动网格技术解决流固耦合计算时数据的有效传递实现位移协调,采用迭代耦合算法对张拉膜结构进行耦合计算;然后应用MATLAB模拟风速时程曲线,将降雨量叠加到风速时程曲线,得到风雨时程曲线,作为输入荷载进行张拉膜结构的响应分析;最后借助有限元软件ADINA实现马鞍形和伞形两种张拉膜结构的找形、模态分析和双向流固耦合计算。计算中考虑膜面预应力的变化分别形成初始预应力2kN/m,1.45kN/m和1kN/m的膜面;模拟风速13.8m/s、20.7m/s和28.4m/s,风向角0度、45度和90度等多种工况下的风雨时程曲线。分析结果表明:(1)马鞍形张拉膜结构对45度风向角更加敏感,在相同风速下伞形比马鞍形张拉膜结构变形大47%左右更容易失稳;(2)风雨共同作用下,降雨一定时风速影响位移,马鞍形张拉膜28.4m/s风速时的位移变化率比13.8m/s风速时大14.5%,伞形张拉膜结构风吸区的位移变化率增加25.5%;受降雨影响,风速在13.8m/s时风吸区位移大于风压区,风速在20.7m/s时雨达到极值时,风压区位移开始大于风吸区位移,风速在28.4m/s时雨达到大暴雨时,风压区位移开始大于风吸区位移。以上研究表明风雨共用作用是设计过程中不可忽略的因素。