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              永德膜結構建筑設計服務介紹“本信息長期有效”

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              發布時間:2020-10-08 16:15  






              膜結構設計主要包括以下內容:

              1,初始態分析:確保生成形狀穩定、應力分布均勻的三維平衡曲面,并能夠抵抗各種可能的荷載工況;這是一個反復修正的過程。

              2,荷載態分析:張拉膜結構自身重量很輕,僅為鋼結構的1/5,混凝土結構的1/40;因此膜結構對力有良好的適應性,而對風的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測資料尚少,故對膜結構的設計通常采用安全系數法。

              3,主要結構構件尺寸的確定,及對支承結構的有限元分析。當支承結構的設計方法與膜結構不同時,應注意不同設計方法間的系數轉換。

              4,連接設計:包括螺栓、焊縫和次要構件尺寸。

              5,剪裁設計:這一過程應具備必要的試驗數據,包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值(應通過雙軸拉伸試驗確定)。

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              膜結構建筑常用結構型式

              膜結構屬于空間結構體系,它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結構,是繼網架、薄殼、懸索結構之后新崛起的一個結構體系。在許多國家舉辦奧運會、世博會的場館建設中,膜結構以其絢麗的色極和豐富的造型贏得了人們關注、認同。近三十年來,預應力 索在結構體系中的作用和優勢已為工程師所充分認識,各種新型索和膜結構體系得到了廣泛的研究和應用。從膜結構的構造和受力特點可將膜結構分為張拉膜結構、充氣膜結構和框式膜結構三大類。



              膜結構建筑常用結構型式:張拉膜結構

              張拉膜結構是通過邊界條件給膜材施加一定的預張應力,膜既是建筑物的維護體又作為結構以抵抗外部荷載的作用,因此在一定的初始條件下,其形狀的確定、在外荷載作用下膜中應力分布與變形以及怎樣用二維的膜材料來模擬三維的空間曲面等一系列復雜的問題,都需通過計算確定,張拉膜結構的發展離不開計算機技術的進步和新算法的提出。我國自行設計的大型膜結構還很少,國內也尚無成熟的理論計算方法及相應的計算設計程序,制約了膜結構在我國的發展、應用與研究。



              膜結構設計步驟

              1.荷載分析的內容和方法

              膜結構的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應力分布的基礎上進行的,檢查結構在各種荷載組合下的強度、剛度是否滿足預定要求的過程。

              膜結構的找形有不同的理論方法,但荷載分析基本上都采用非線性有限元法(NonlinearFiniteElementMethod),即將結構離散為單元和結點,單元與單元通過結點相連,外荷載作用在結點上,通過建立結點的平衡方程,獲得求解。

              由于索膜結構是大變形問題,在推導有限元方程時,需考慮位移高階項對應變的影響,即考慮幾何非線性。當然,膜材本身也是非線性的,在工程應用上時,材料的非線性問題一般不予考慮。



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