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關于膜結構設計中的問題
信息來源:   發(fā)布時間:2016-6-14   瀏覽:

膜結構是以膜材為主要結構,通過支承系統(tǒng)對膜材施加預應力使其形成十分穩(wěn)定的曲面造型,從而獲得結構剛度,是一種能夠覆蓋大跨度空間的新型結構形式;在膜結構設計中,主要問題包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等。

首先通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點的坐標、結構形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強主芤很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高,對膜結構而言,任何時候不存在無應力狀 態(tài),因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡,并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。目前膜結構找形分析的方法主要有動力 松馳法、力密度法以及有限單元法等。

膜結構廠:膜結構考慮的荷載一般是 風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計算結構的變形和應力要用幾何非線性的方法進行。荷載分析的 另一個目的是一確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少,這就要求施加初始張應力的程度要滿足在最不利荷載作用 下應力不致減少到零,即不出現(xiàn)皺褶。

膜結構廠:因為膜材料比較輕柔,自振頻率很低,在風荷載作用下極易產(chǎn)生風振,導致膜材料破壞,如果初始預應力施加過高,膜材徐變 加大,易老化且強度儲備少,對受力構件強度要求也高,增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的膜結構通常為三 維不可展空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個膜結構工程中最關鍵的一個問題,這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。





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