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體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)作為替代傳統(tǒng)看臺(tái)的新型建筑，具有輕便、美觀、搭建快捷等優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)于消費(fèi)者而言，膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)的牢固程度和使用壽命更加重要，尤其是大跨度的看臺(tái)在較為空曠的場(chǎng)地中，能否經(jīng)得住強(qiáng)風(fēng)的侵蝕顯得十分重要，畢竟膜結(jié)構(gòu)的膜材較水泥混凝土實(shí)在太輕，很容易因?yàn)轱L(fēng)力作用出現(xiàn)破損，而想要保證體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)抗風(fēng)的能力，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)十分重要。

一、膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)受風(fēng)破損的原因

1、空氣作用導(dǎo)致膜材振動(dòng)

當(dāng)風(fēng)繞過膜結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生旋渦和氣流的分離，形成復(fù)雜的空氣作用力。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)，整體結(jié)構(gòu)保持靜止不動(dòng)；當(dāng)膜結(jié)構(gòu)剛度較小時(shí)，結(jié)構(gòu)震動(dòng)收到激發(fā)，這時(shí)空氣力產(chǎn)生動(dòng)力作用，而動(dòng)力作用可能激發(fā)風(fēng)致振動(dòng)。

此外長(zhǎng)拉索因風(fēng)雨作用也會(huì)產(chǎn)生較大幅度的振動(dòng)，而膜結(jié)構(gòu)自重輕、剛度小、自振頻率低，是一種典型的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，特別是膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)這種有懸挑、體型變異較大的膜結(jié)構(gòu)，這時(shí)風(fēng)的動(dòng)力作用不容忽視。

2、膜面抗撕裂強(qiáng)度低

膜面撕裂是在強(qiáng)風(fēng)、暴雪、驟雨等惡劣天氣下常易發(fā)生的一種破損現(xiàn)象。其主要原因是膜材雖具有較高的抗拉強(qiáng)度，足以承受經(jīng)緯向所承受的張力，但其抗撕裂強(qiáng)度低，因此他們?cè)谒毫逊较虻膿p遠(yuǎn)比直接受到拉伸的損壞嚴(yán)重得多。如果膜面由于局部應(yīng)力集中略有破損，迅疾轉(zhuǎn)變?yōu)樗毫蚜Φ淖饔茫饾u或瞬間切斷一根或數(shù)根織物纖維后發(fā)生撕裂現(xiàn)象。

3、膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)安裝不達(dá)標(biāo)

（1）由于膜面過于扁平、預(yù)張力施加不到位或膜材徐變導(dǎo)致膜面松弛等原因都有可能使膜面整體剛度降低，在強(qiáng)風(fēng)作用下膜面出現(xiàn)大幅度的反復(fù)擺動(dòng)，從而引起膜材的撕裂；

（2）連接松動(dòng)、節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)受約束或邊索斷裂等也會(huì)造成膜材的撕裂；

（3）膜面形狀凹陷、膜材松弛引起的不均勻積雪、積水，施工過程中由于吊裝、張拉不當(dāng)而使膜面局部產(chǎn)生的應(yīng)力集中，施工、實(shí)用過程中利物穿刺膜面等，也可能導(dǎo)致膜面的撕裂。

二、膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

1、風(fēng)洞模型試驗(yàn)確定抗風(fēng)數(shù)據(jù)

在進(jìn)行體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)抗風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，風(fēng)荷載往往是其主要控制荷載。在確定風(fēng)荷載標(biāo)值時(shí)，基本風(fēng)壓常根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》給出的當(dāng)?shù)?0年一遇的風(fēng)壓采用，而想要更準(zhǔn)確的確定膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)表面的風(fēng)壓分布系數(shù)，只有依賴于風(fēng)洞模型試驗(yàn)。

在做風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)對(duì)風(fēng)的速度剖面、自然風(fēng)湍流、雷諾效應(yīng)等進(jìn)行較準(zhǔn)確的模擬。由于膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)屬輕型結(jié)構(gòu)，在風(fēng)載作用下呈強(qiáng)幾何非線性，受特征湍流影響大，風(fēng)與結(jié)構(gòu)的耦合作用不可忽略，所以有條件時(shí)應(yīng)進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)氣彈模型試驗(yàn)，以獲得更符合實(shí)際情況的風(fēng)振特性、風(fēng)壓分布資料。

2、抗風(fēng)設(shè)計(jì)考慮因素

（1）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮當(dāng)風(fēng)速達(dá)到某一臨界值時(shí)，膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)的振幅不斷增大直至結(jié)構(gòu)毀壞的自激振動(dòng)（顫振等），同時(shí)還應(yīng)考慮低風(fēng)速時(shí)所產(chǎn)生的限幅振動(dòng)（渦激共振、抖振等）；

（2）設(shè)計(jì)中應(yīng)通過找形分析使膜面處于常受拉狀態(tài)，以增強(qiáng)膜面的抗風(fēng)強(qiáng)度；

（3）進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)，為考慮風(fēng)荷載的動(dòng)力效應(yīng)，在確定風(fēng)荷載標(biāo)值的同時(shí)，還應(yīng)考慮風(fēng)振系數(shù)；

（4）安裝中通過對(duì)膜面施加預(yù)張力，使膜面在給定幾何形狀和邊界條件下張緊，從而獲得抵抗外荷載的能力。