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边界条件对膜结构汽车棚找形结果的影响分析
- 2022-03-03-

  据悉,膜结构汽车棚设计中的预应力、弹性模量和边界条件等参数直接关系到整个结构设计形状分析的合理性和正确性。此外,结构的矢跨比和索膜张力比对结构的找形结果也有一定的影响。因此,膜结构设计中这些参数的取值应根据具体的建筑环境、形式和功能进行仔细的分析和研究,这是膜结构设计中相当重要的一个环节。有研究分析了膜结构设计中形状分析中索膜初始预拉力、索膜比、杨氏模量、边界条件等参数的来源及其对找形结果的影响,得出了不同值对结构的不同影响规律,为索膜结构的找形分析提供参考。

  其中,边界条件对公分膜结构汽车棚找形结果的影响分析如下:

  索膜结构的边界条件分为刚性边界条件和柔性边界条件,在选择边界条件时,不但要充分考虑膜材料、边缘曲率和应力等因素,还要考虑膜元件与构件之间的连接形式和建筑要求。无论何种边界条件,膜元件的法向应力和切向应力都应转移到边缘构件上,边缘构件具有够足的承载力。

  对于具有柔性边界条件的索膜结构体系,由于柔性膜单元和柔性边界是平衡的,每个初始参数的取值需要更多的经验和反复尝试,这样既能符合结构的力学性能,又能符合膜结构汽车棚的整天成果。

  由于刚性边界条件可以不断调整膜元件的尺寸和形状,因此它有够足的强度和刚度来承受膜元件传递的力,并为结构布置提供更大的灵活性。当刚性边界的刚度在一定范围内时,应注意在初始预应力或外荷载作用下支撑节点位置的变化,否则施工后整个结构的误差是不可接受的。为了克服支撑节点位置变化对找形结果的较大影响,可采用以下找形分析过程:

  ①根据支撑节点的刚性结构进行初始找形,考虑弹性支撑,得到找形后节点位置的变化值;

  ②当再次查找形状时,将节点位置提升到通过将节点位置的变化值的负值与初始坐标控制值相加而获得的坐标值点;

  ③重复上述步骤②直到找形结果令人满意为止。

  此外,当膜结构汽车棚刚性节点的刚度较大时,当结构施加预张力或外部荷载时,节点的位置变化很小,它可以按完整的刚性连接来考虑,忽略越小变形的影响。

边界条件对膜结构汽车棚找形结果的影响分析