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                    近年來膜結構看臺結構的研究有哪幾個方面?
                    編輯:山東雙天金屬制品有限公司   時間:2021-11-17

                      膜結構看臺是一種柔性結構體系,具有相當強的幾何非線性特征,耐拉能力很強,抗剪能力較弱,而沒有抗彎和抗壓能力。其設計內容和分析方法比傳統結構復雜,對此類結構的研究主要集中在找形分析、荷載分析、裁剪分析三個方面。

                      1、找形分析:

                      找形分析的目的是確定膜結構的初始平衡狀態。膜結構以索、膜等柔性材料為主要受力構件,而索和膜本身只能受拉,要保持穩定的空間結構,就必須對其施加預應力,使其形成特定的曲面性狀,以具有夠足的剛度來抵抗各種荷載。預應力大小及分布不同決定了膜結構看臺不同的形狀,找形的目的在于尋求一個既符合建筑師對外形的構思,又符合邊界條件和力學平衡條件的空間形狀,并得到基于該空間形狀的預應力分布值。隨著計算機技術和有限元法的發展,市場內外研究者提出了多種數值分析方法,目前廣泛使用的主有動力松弛法、力密度法以及非線性有限元的方法。

                      2、荷載分析:

                      荷載分析在材料特性、預應力分布表面拓撲、幾何和力的邊界條件基礎上,分析結構在風何載、雪何載、自重、溫度荷載等作用下結構的受力性能。荷載分析主要包括靜力分析、動力分析兩大部分。膜結構看臺的靜力分析主要考慮自重、風荷載、懸掛荷載、雪荷載以及溫度荷載等。由于膜結構是一種柔性結構體系,由于其自重輕、剛度小、自振頻率較低,對于地震荷載的自適應性較好,但對風荷載相當敏銳。在風荷載往復循環作用下,薄膜材料在聯結處易發生涂層疲勞、剝落,進而引起膜材老化、撕裂等。膜結構在風荷載作用下,除了產生順風向與橫風向振動外,還可能產生馳振、抖振和顫振,并與風場發生強烈耦合作用。因此,膜結構在風載作用下的動力分析是目前膜結構研究的一個重要課題。

                      3、裁剪分析:

                      膜結構看臺的裁剪分析便是將找形并經荷載分析形成的預應力空間曲面用數量和位置適合的裁剪線剖分,從而形成膜片,并將其展平形成無應力平面下料圖的過程。主要包括裁剪線的確定、空間曲面的展開、預應力的釋放、殘余變形的處理,其實質是研究在一定約束條件中的空間平面展開問題。

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