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不同条件对膜结构景观找形的影响分析
- 2022-03-11-

  据了解,膜结构景观建筑的初始态包括两部分∶分别是建筑形状、预应力的合理分布,当几何边界明确时,膜面外形随预应力分布的不同而改变。预应力分布涵盖两种情况∶其一,同一膜面上预应力分布的大小存在差异;其二,同一边界下不同曲面的预应力的数量存在差异。通常膜面等应力时,为越小曲面,结构状态为越佳。由于膜结构对荷载较敏感,荷载作用产生大变形,此时应力非均匀分布,膜面将不是越小曲面。

  初始预张力和膜材张拉刚度的选取是设计的关键,直接影响后续荷载分析时结构抵抗外荷的能力。若选取不合适,会造成找形失败或者荷载分析时膜面变形较大,导致结构失效。因此,张拉刚度和预张力选取对膜结构景观设计相当重要。

  有研究对膜材张拉刚度、初始预张力对找形的影响,通过计算膜面应力与位移,得到如下结论∶

  1、初始预张力对找形的影响,结果表明随着初始预张力的增加,膜面应力逐渐增加,而膜面位移变化很小。说明在找形分析时,预张力的改变主要影响找形后的膜面应力,对膜面变形影响很小,因此在本工程及其类似相关工程中可忽略预张力对膜面变形的影响。

  2、膜材张拉刚度对找形的影响,结果表明在某一预张力时,若弹性模量相同而膜材厚度不同,找形后的膜面应力随张拉刚度的增加而逐渐减小;若膜材厚度相同而弹性模量不同,膜面应力随张拉刚度的增加而逐渐增加。因此,进行实际工程设计分析时,需考虑膜材厚度与弹性模量,来选取合适的张拉刚度,避免膜面应力过小出现应力松弛。

  3、无论是弹性模量相同膜材厚度不同还是膜材厚度相同而弹性模量不同,其张拉刚度变化对找形后膜面变形影响都相当小,即膜结构景观工程及其类似相关工程中可忽略张拉刚度对膜面变形的影响。

不同条件对膜结构景观找形的影响分析