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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2021-9-15 05:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
      膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。
      由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化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,因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。

      目前膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑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,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、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足在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分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,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。

      近年来,各种特性的膜材料被开发出来,因为其优美简洁的新颖设计,膜结构建筑也被世界各地所采纳接受。作为一种新兴建筑,很多人对膜结构的认识都不深,只图一个美观实用,对膜材的选择并不在意。有责任心的膜结构工程公司,会主动为客户将所有问题考虑进去,一些外行公司,却是直接就忽略了。
      选择膜材,考虑地域因素是十分重要的。比如,临海的,就要考虑选用韧性高抗风能力强的膜材;东南亚靠近赤道的,就要考虑选用抗紫外线能力强的膜材;内陆地区的,除了考虑要防寒保温,还要考虑积雪承压方面的影响。

      总之,在进行膜结构工程时,一定要将所在地域环境存在的问题大胆提出来,并要求施工设计方提出解决方案,那样的膜结构建筑才能用得省心、放心。



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