根據介紹陜西膜結構設計主要包括體形(xing)設計、初始平衡形(xing)狀(zhuang)分析(xi)(xi)、荷載分析(xi)(xi)、裁剪分析(xi)(xi)等(deng)四(si)大問題。通過體形(xing)設計確定建筑平面形(xing)狀(zhuang)尺(chi)寸(cun)、三(san)維造型(xing)、凈空體量,確定各控制點(dian)的(de)坐標(biao)、結構形(xing)式,選用膜材(cai)和施工方案。初始平衡形(xing)狀(zhuang)分析(xi)(xi)就是所謂的(de)找形(xing)分析(xi)(xi)。下面我們具體和小編一(yi)起來(lai)了解一(yi)下!
由于膜(mo)(mo)材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪(jian)強(qiang)主芤(kou)很差(cha),因此其(qi)剛度和穩定性需要(yao)靠(kao)膜(mo)(mo)曲面(mian)的曲率變化和其(qi)中預(yu)應(ying)力(li)來提高,對膜(mo)(mo)結構而(er)言(yan),任何時候不存(cun)在無應(ying)力(li)狀態,因此膜(mo)(mo)曲面(mian)形狀較(jiao)終必須滿(man)足(zu)在一(yi)定邊界條件(jian)、一(yi)定預(yu)應(ying)力(li)條件(jian)下(xia)的力(li)學(xue)平衡,并以(yi)此為基準(zhun)進行荷載(zai)分析和裁(cai)剪(jian)分析。
目前膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)找形(xing)(xing)(xing)分(fen)(fen)析的(de)方法(fa)(fa)主(zhu)要(yao)(yao)有(you)(you)動力(li)松弛法(fa)(fa)、力(li)密度(du)法(fa)(fa)以及有(you)(you)限單元法(fa)(fa)等。陜西膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)設計(ji)考慮的(de)荷載(zai)(zai)一般是風載(zai)(zai)和雪(xue)載(zai)(zai)。在荷載(zai)(zai)作用下膜(mo)(mo)材料的(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)較大,且隨(sui)著形(xing)(xing)(xing)狀的(de)改變(bian),荷載(zai)(zai)分(fen)(fen)布也在改變(bian),因此要(yao)(yao)精確計(ji)算結(jie)構(gou)的(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)和應力(li)要(yao)(yao)用幾何非線(xian)性的(de)方法(fa)(fa)進行。荷載(zai)(zai)分(fen)(fen)析的(de)另一個目的(de)是一確定索、膜(mo)(mo)中(zhong)初始預張力(li)。
在外荷載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia)膜(mo)中一(yi)個方(fang)向應(ying)力增(zeng)加而另一(yi)個方(fang)向應(ying)力減少(shao)(shao),這(zhe)就要(yao)(yao)求施加初始(shi)張應(ying)力的(de)程度(du)要(yao)(yao)滿足在較(jiao)不(bu)(bu)利荷載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia)應(ying)力不(bu)(bu)致減少(shao)(shao)到(dao)零,即不(bu)(bu)出現皺褶(zhe)。因為膜(mo)材(cai)料(liao)(liao)比較(jiao)輕(qing)柔,自振(zhen)頻(pin)率(lv)很低,在風(feng)荷載(zai)作(zuo)用(yong)下(xia)極易(yi)產生風(feng)振(zhen),導致膜(mo)材(cai)料(liao)(liao)破壞(huai),如(ru)果初始(shi)預應(ying)力施加過高,膜(mo)材(cai)涂變(bian)加大,易(yi)老化且強(qiang)(qiang)度(du)儲備少(shao)(shao),對受力構(gou)件強(qiang)(qiang)度(du)要(yao)(yao)求也高,增(zeng)加施工安裝難度(du)。因此初始(shi)預應(ying)力的(de)確(que)定要(yao)(yao)通(tong)過荷載(zai)計算來確(que)定。經過找形分(fen)析(xi)而形成(cheng)(cheng)的(de)摸結構(gou)通(tong)常為三維不(bu)(bu)可展空間曲面(mian),如(ru)何通(tong)過二維材(cai)料(liao)(liao)的(de)裁(cai)剪,張拉形成(cheng)(cheng)所需(xu)要(yao)(yao)的(de)三維空間曲面(mian),是整(zheng)個膜(mo)結構(gou)工程中較(jiao)關(guan)鍵的(de)一(yi)個問(wen)題(ti),這(zhe)正是裁(cai)剪分(fen)析(xi)的(de)主要(yao)(yao)內容(rong)。
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