膜结构的设计方法分为哪几种?

发布时间: 2013-12-11 11:24 作者: 浏览次数: 402次 字号:

膜结构设计分为体形设计,何在剖析,初始均衡剖析等问题。膜结构的设计重要包含体形设计、初始均衡外形剖析、荷载剖析、裁剪剖析等四大问题。

通过体形设计肯定修建平面外形尺寸、三维造型、净空体量,肯定各控制点的坐标、结构情势,选用膜材和施工方案。初始均衡外形剖析就是所谓的找形剖析。因为膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳固性须要靠膜曲面的曲率变更和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面外形最终必需满意在肯定边界条件、肯定预应力条件下的力学均衡,并以此为基准进行荷载剖析和裁剪剖析。

目前膜结构找形剖析的方法重要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构思考的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着外形的转变,荷载散布也在转变,因此要准确盘算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载剖析的另一个宗旨是一肯定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满意在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不涌现皱褶。因为膜材料对比轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,招致膜材料毁坏,假如初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度贮藏少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力确实定要通过荷载盘算来肯定。经过找形剖析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所须要的三维空间曲面,是全部膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪剖析的重要内容。

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