1 . —般規(guī)定
《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》〔08 50068—2001〕規(guī)定,建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為25年、50年、100年,25年為臨時(shí)性建筑,50年為一般工業(yè)與民用建筑,100年為特別重要建筑。
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總的原則應(yīng)與此相適應(yīng),然而一般膜材的使用壽命、建筑物理特性及特殊功能膜建筑都難以符合此原則。因此,應(yīng)以主體結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期,對(duì)膜維持統(tǒng)一可靠度,但設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期降低。
膜結(jié)構(gòu)的計(jì)算主要包括初始形態(tài)分析、荷載效應(yīng)分析和裁剪分析。膜結(jié)構(gòu)的初始形態(tài)確定、荷載效應(yīng)分析、裁剪設(shè)計(jì)是相互影響、相互制約的過(guò)程,需要反復(fù)調(diào)整。同時(shí)還要考慮施工過(guò)程的實(shí)現(xiàn),如施工工藝、初始預(yù)張力等問(wèn)題。
初始形態(tài)分析主要是確定滿(mǎn)足一定初始應(yīng)力分布的膜結(jié)構(gòu)在自平衡狀態(tài)下的幾何形狀。荷載效應(yīng)分析主要是計(jì)算在荷載作用下滿(mǎn)足靜力平衡條件的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移。裁剪分析主要是將空間膜曲面適當(dāng)剖分并展開(kāi)為平面,計(jì)算確定預(yù)張力影響下膜材的裁剪下料圖。
2. 膜結(jié)構(gòu)的非線(xiàn)性
幾何非線(xiàn)性
幾何非線(xiàn)性指在大變形情況下應(yīng)變與位移之間的非線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移較大時(shí),應(yīng)變與位移成非線(xiàn)性關(guān)系,這意味著結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生了大位移或大轉(zhuǎn)動(dòng)。所謂大,不一定是指量值很大,而是指不計(jì)及這種位移或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)很大誤差,甚至使分析計(jì)算無(wú)意義。
幾何非線(xiàn)性效應(yīng)一般可分為以下四類(lèi):
(1)大位移(或大轉(zhuǎn)動(dòng))、小應(yīng)變結(jié)構(gòu)在一定載荷下,盡管應(yīng)變比較小,但會(huì)產(chǎn)生較大的位移,這時(shí)必須考慮變形對(duì)求解過(guò)程的影響,平衡條件等應(yīng)考慮變形后位形。這樣一來(lái),控制方程將體現(xiàn)出明顯的非線(xiàn)性。這種幾何非線(xiàn)性效應(yīng)表示為由于結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的單元 空間方位變化而引起的結(jié)構(gòu)剛度變化。
(2)大位移、大應(yīng)變典型的問(wèn)題如金屬的成形過(guò)程分析,材料在荷載作用下可能出現(xiàn)的較大非線(xiàn)性彈性應(yīng)變。處理這類(lèi)大應(yīng)變問(wèn)題時(shí)除了采用非線(xiàn)性的平衡方程和幾何關(guān)系以外,由于大應(yīng)變的特點(diǎn),還需要引人相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,很多大應(yīng)變問(wèn)題和材料的非彈性性質(zhì)相聯(lián)系。
(3)應(yīng)力剛化結(jié)構(gòu)的面外剛度可能大大地受結(jié)構(gòu)中面內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的影響。面內(nèi)應(yīng)力和橫向剛度之間的耦合,通稱(chēng)為應(yīng)力剛化。薄的、高應(yīng)力的結(jié)構(gòu),如纜索或薄膜結(jié)構(gòu),是最明顯的應(yīng)力剛化的例子。該分析功能適用于任何結(jié)構(gòu),但最適合于抗彎較弱的結(jié)構(gòu)。
(4)旋轉(zhuǎn)軟化 旋轉(zhuǎn)軟化是指動(dòng)態(tài)質(zhì)量效應(yīng)調(diào)整(軟化)旋轉(zhuǎn)物體的剛度矩陣。
由于膜結(jié)構(gòu)中的索、膜構(gòu)件只能承受拉力、不能.承受壓力和彎矩作用,對(duì)外荷載的抵抗主要通過(guò)變形來(lái)實(shí)現(xiàn),因而膜結(jié)構(gòu)在外荷載作用下變形較大,計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線(xiàn)性。四種幾何非線(xiàn)性效應(yīng)中,膜結(jié)構(gòu)建筑的計(jì)算分析中涉及(1)和(3)。
材料非線(xiàn)性
膜材是非線(xiàn)性材料,其應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)在應(yīng)力較大時(shí)變化較大,但通常設(shè)計(jì)應(yīng)力比斷裂強(qiáng)度小得多,因此計(jì)算時(shí)可近似認(rèn)為膜材是線(xiàn)彈性的,但應(yīng)考慮膜材的各向異性。
實(shí)地考察Field investigation
專(zhuān)注膜結(jié)構(gòu)
精心選材Carefully selecting materials
技術(shù)工程師1對(duì)1指導(dǎo)設(shè)計(jì)
使用壽命長(zhǎng)Long service life
按需定制安裝優(yōu)化方案
實(shí)力團(tuán)隊(duì)Technical Training
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