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行业新闻

膜结构的分析过程

2014-12-23 点击数:4742
     膜结构作为一种新型的空间张拉体系,它有着不同于其他传统结构体系的特点。自然状态下的膜材抗压、抗弯、抗剪能力都很弱,这使得自然状态下的膜结构不具有确定的形状和承受荷载的能力,只有对膜材施加一定的预应力状后才能形成固定空间曲面形状,并使结构形成了一定的刚度和稳定性。
  由于膜结构自身的结构特点,使得索膜结构与其它结构体系相比,有着自己独特的分析和设计方法。膜结构的分析过程可分为以下几个方面:
  1、膜结构的形态分析。
  所谓形态分析就是寻求满足建筑功能要求的理想几何形状和合理的初始应力状态的分析过程。理想的几何形状就是膜结构的“形”,合理的初始应力状态就是对应于理想结构形状的“态”,这个过程是一个复杂的力学平衡问题,现在已经有很多学者在致力于这方面的研究,并取得了一定的科研成果。目前常用的方法有动力松弛法,力密度法,非线性有限元法。
  2、膜结构的静力分析。
  膜结构在静力分析中的荷载主要是雪荷、风荷和膜材自重,在荷载的作用下结构容易出现褶皱。褶皱的出现会对结构的美观和受力性能造成影响,并且在褶皱的低洼处还有可能累积雨雪、甚至会造成膜材的局部破坏,进而影响结构的正常工作。因此更多的了解褶皱的特性,使得在实际工程中尽可能的避免褶皱的出现是一项很有意义的工作。
  3、膜结构的动力分析。
  膜结构的动力分析主要是考虑在风荷载作用下结构的动力响应。膜结构作为一种柔性结构对风荷载的响应十分明显,并会出现十分复杂的非线性振动。目前国内外在这方面的研究也处于探索阶段。
  4、膜结构的裁剪分析。
  形态分析得到的膜结构一般为不可展分段光滑连续的曲面,在实际的工程中需要对平面膜材进行裁剪拼接来得到。裁剪分析的结果会直接影响到实际工程中的结构形式和理论分析结果的近似程度和荷载分析的准确性。
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