1、這主要表現(xiàn)在:①膜不具有彎曲剛度,結(jié)構(gòu)對(duì)外荷載的抵抗是通過改變自身形狀來實(shí)現(xiàn)的;當(dāng)作用于膜面上的荷載發(fā)生變化時(shí),結(jié)構(gòu)除產(chǎn)生彈性" />

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浙江膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司【生產(chǎn)廠家】

文章出處:卓越膜結(jié)構(gòu)作者:卓越網(wǎng)絡(luò)部發(fā)表時(shí)間:2020-06-09 15:02:28閱讀:
  膜結(jié)構(gòu)計(jì)算方法與分析軟件
  
  1、這主要表現(xiàn)在:①膜不具有彎曲剛度,結(jié)構(gòu)對(duì)外荷載的抵抗是通過改變自身形狀來實(shí)現(xiàn)的;當(dāng)作用于膜面上的荷載發(fā)生變化時(shí),結(jié)構(gòu)除產(chǎn)生彈性變形外還會(huì)產(chǎn)生較大的機(jī)構(gòu)性位移,因此變形比較明顯;②膜結(jié)構(gòu)屬于動(dòng)不定體系,其結(jié)構(gòu)剛度主要是由初始預(yù)張力和互反曲面來提供的,結(jié)構(gòu)剛度與變形相關(guān),表現(xiàn)出明顯的幾何非線性特點(diǎn);③膜結(jié)構(gòu)的自振頻率較低,且振型頻譜密集、相互耦合。這些力學(xué)特性決定了膜結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析具有不同于一般結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),一些通用的工程設(shè)計(jì)軟件無法直接用于膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),必須采用專用的分析軟件。
  
  2、由于膜結(jié)構(gòu)的求解問題具有小應(yīng)變、大變形的特點(diǎn),因此在推導(dǎo)有限元方程時(shí)需考慮位移高階項(xiàng)對(duì)應(yīng)變的影響,亦即考慮幾何剛度的影響。并受時(shí)間的影響;由于設(shè)計(jì)中所采用的預(yù)張力及工作應(yīng)力遠(yuǎn)小于膜材的抗拉強(qiáng)度,在設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍內(nèi),可近似認(rèn)為膜材是在線彈性范圍內(nèi)工作。計(jì)算中經(jīng)緯向采用各自相應(yīng)的彈性常數(shù)。
  
  3、與支撐結(jié)構(gòu)的互助,膜材自重較輕,地震對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響較小,故一般可不考慮索、膜構(gòu)件的地震作用。當(dāng)下部支承結(jié)構(gòu)在地震作用下有可能產(chǎn)生較大變形時(shí),在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中就必須考慮這一因素的影響。將膜與下部支承體系一起進(jìn)行協(xié)同計(jì)算,有利于對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析。
  4、膜結(jié)構(gòu)褶皺的處理問題
  
  褶皺是指膜材在單向拉應(yīng)力狀態(tài)下出現(xiàn)的平面外變形。膜面的褶皺可分為兩種:一種是因膜面在一個(gè)方向上張力消失導(dǎo)致膜材松弛而產(chǎn)生,稱之為結(jié)構(gòu)褶皺;另一種是因膜材生產(chǎn)過程缺陷、熱合不當(dāng)或包裝折疊不當(dāng)而產(chǎn)生,稱之為材料褶皺。結(jié)構(gòu)褶皺是臨時(shí)的,會(huì)隨膜面重新受拉而消失,而材料褶皺是永久的。通常所說的褶皺是指前者,即結(jié)構(gòu)褶皺。
  
  褶皺對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響不僅體現(xiàn)在視覺效果上,對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響也是不可忽視的。褶皺的出現(xiàn)將導(dǎo)致膜面預(yù)張力的重分布,從而使得膜面某些區(qū)域的應(yīng)力低于設(shè)計(jì)值,而另一些區(qū)域的應(yīng)力高于設(shè)計(jì)值。當(dāng)膜面應(yīng)力低于設(shè)計(jì)值時(shí),將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部剛度降低,易產(chǎn)生微風(fēng)振動(dòng);當(dāng)膜面應(yīng)力高于設(shè)計(jì)值時(shí),將導(dǎo)致膜材產(chǎn)生較大的應(yīng)變和徐變,甚至發(fā)生膜材局部撕裂。此外褶皺還會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀和排水性能;因此應(yīng)盡量避免膜材在正常使用狀態(tài)(長(zhǎng)期荷載組合)下出現(xiàn)褶皺。
  
  對(duì)于第三種情況--單向受拉,可認(rèn)為將出現(xiàn)褶皺。計(jì)算時(shí)可采用修改褶皺單元?jiǎng)偠染仃嚨姆椒▉頊p小或忽略褶皺單元對(duì)整體剛度矩陣的貢獻(xiàn)。如果結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生較多褶皺,說明結(jié)構(gòu)的剛度不足,找形得到的曲面存在“病態(tài)”。此時(shí)應(yīng)回到找形階段,對(duì)曲面進(jìn)行修正,即通過修改局部區(qū)域的邊界條件或調(diào)整預(yù)張力的方法來修正結(jié)構(gòu)的剛度。
  
  剛度方面:主要是針對(duì)受荷狀態(tài)而言,即受荷時(shí)是否因張力消失而出現(xiàn)褶皺,是否在風(fēng)雪荷載下出現(xiàn)過大的變形。
  
  應(yīng)力方面:主要是看是否有應(yīng)力集中現(xiàn)象;應(yīng)力分區(qū)不宜太多,相鄰應(yīng)力分區(qū)的應(yīng)力值相差不宜太大。
  
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