膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的,检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。膜结构的找形有不同的理论方法,但荷载分析基本上都采用非线性有限元法,即将结构离散为单元和结点,单元与单元通过结点相连,外荷载作用在结点上,通过建立结点的平衡方程。
由于索膜结构是大变形问题,在推导有限元方程时,需考虑位移高阶项对应变
张拉膜结构工程
膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的,检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。膜结构的找形有不同的理论方法,但荷载分析基本上都采用非线性有限元法,即将结构离散为单元和结点,单元与单元通过结点相连,外荷载作用在结点上,通过建立结点的平衡方程。
由于索膜结构是大变形问题,在推导有限元方程时,需考虑位移高阶项对应变的影响,即考虑几何非线性。当然,膜材本身也是非线性的,在工程应用上时,材料的非线性问题一般不予考虑
膜结构的设计可分为三个步骤:
1.找出一个初始平衡形状
2.各种载荷组合下的力学分析以保证安全
3.裁剪制作。
膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的,因为对于刚性壳体来说,这种平板单元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合,其单元刚阵可以由这两种单元刚阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的,只能靠薄膜曲面的曲率变化,从而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。
在膜结构看台中,作用于膜面的荷载会以膜面张力的形式呈现,并主要通过边界索经膜角节点板传递到支承结构或基础,节点处的水平力往往很大,设计时应采用合适的构造措施以确保水平力的可靠传递。膜结构看台是一种张力结构,所有作用于膜面的外部作用都会以膜面膜面张力的增减来体现,所以在布置膜结构看台的支承结构体系时,应尽可能将其设计成自平衡体系,以减少膜面张力对下部结构或地基的影响。
在膜结构看台中,靠近边索处的膜在沿索的方向很难张拉,伞形膜在帽圈处沿环向也难以切实有效地施加预张力。当采用统一的百分率对膜布进行应变补偿时,需对这些特定部位的补偿率作出修正,或者说进行反向补偿。另外,膜材的热合应采用张拉焊接,对膜片分块小、热合缝密集的区域,要考虑因热合造成的膜材收缩对补偿率的影响。河南朝辉膜结构公司
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