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充气膜结构停车棚荷载效应的分析
- 2019-11-13-

  北方地区,基本雪压为0.4kN/m2,基本风压为0.45kN/m2,风振系数取1.2,膜结构停车棚体型系数采用封闭式落地拱形屋面,考虑了沿建筑纵向及横向两种风向。

  由于雪荷载作用方向向下,抵消了一部分充气压力,膜面张力减小,从而减低了膜结构的刚度。因此,一般情况下空气支承式膜结构在暴雪来临之前,需要增加充气压力至较大工作内压,本项目取650pa。而风荷载在结构大部分区域产生负压,作用方向向上,荷载效应与充气压力效应相符,膜面张力叠加。因此,一般情况下空气支承式膜结构在强风来临之前虽然也需要增加充气压力,增加膜结构刚度,规避结构过大变形,但是不需要增加至较大工作内压,本项目取500pa。

  荷载组合如下:

  (1)1.20恒载+1.0初始预张力+1.0较小工作内压200pa

  (2)1.20恒载+1.0初始预张力+1.0较大工作内压650pa

  (3)1.00恒载+1.0初始预张力+1.0强风工作内压500pa

  (4)1.20恒载+1.0初始预张力+1.0较大工作内压650pa+1.40活载工况(雪荷载)

  (5)1.00恒载+1.0初始预张力+1.0强风工作内压500pa+1.40风载工况(纵向风)

  (6)1.00恒载+1.0初始预张力+1.0强风工作内压500pa+1.40风载工况(横向风)

  从以上可以看出,平面形状为矩形的整体空气支承式膜结构停车棚,在荷载作用下角部应力较小、中间部分应力较大。但这个项目有点特点,因为在膜结构一端与服务裙房相联接,所以在联接的角部应力较大。这也是在节点设计时应该注意的地方。本项目采用P 类膜材,型号为8028,其抗拉强度为458daN/5cm ,厚度0.8mm。经过单位换算,其对应的膜材抗拉强度设计值为22.9MPa。

  在雪荷载作用下,顶部变形量较大,达535mm ,为跨度的1/60。在横向风作用下,迎风面变形较大为1355mm 。目前市场内还没有相应的规范对此作出规定,故充气膜结构停车棚以考查在雪荷载作用下不出现积雪凹坑为设计准则。

膜结构汽车棚