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武汉景观膜结构设计的找型方法

发布时间:2016-01-26作者:管理员来源:武汉烨兴华膜结构工程有限公司点击:83

规划一些水面,布局几个水景,是现在很多新建社区都会规划的项目。除此之外,还有一些社区铺设了大广场、大草坪和几个西方雕塑结构;有的在社区里种植不同地方的景观名称、奇花异草等。更多的是在社区内建造各种新材料组成的景观膜结构,不仅造型奇特,而且方便大家。然而,如何设计这些景观膜结构并不是所有社区物业都知道的。

膜结构的设计主要包括四个问题:体型设计、初始平衡形状分析、荷载分析和剪裁分析。通过体型设计确定建筑平面的形状规格、三维形状和净空规模,确定各控制点的坐标和结构形式,并采用膜材料和施工方案。

初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。找形分析形成的触摸结构通常是三维不可展示的空间曲面。如何通过二维材料的切割和拉伸产生所需的三维空间曲面是整个膜结构工程中的一个关键问题,这是切割分析的主要内容。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗弯强度很差,其刚度和稳定性需要通过膜曲面的曲率变化和预应力来提高。对于膜结构,在任何时候都没有应力,因此膜曲面的形状*最终必须满足一定初始条件和预应力条件下的力学平衡,并以此为标准进行荷载分析和剪切分析。

目前,膜结构的找形分析方法主要包括动力松弛法、力密度法及其有限单元法。膜结构考虑的荷载一般为风荷载和雪荷载。在荷载作用下,膜材料的变形较大,随着形状的变化,荷载也在变化,因此应采用几何非线性方法准确计算结构的变形和应力。

荷载分析的另一个目的是确定薄膜中的初始预张力。在外荷载作用下,一个方向应力增加,另一个方向应力降低,需要满足初始张力的应用程度*在不利荷载作用下,应力不会降低到零,即不会出现褶皱。由于膜材料柔软,自振频率低,在风荷载作用下容易产生风振,对膜材料造成破坏。如果初始预应力施加过高,膜材料涂层增加,容易老化,强度储备少,对受力构件强度要求高,施工安装难度大。因此,初始预应力的确定应通过荷载计算来确定。

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