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充气膜的发展概况分析
- 2020-04-22-

  早期的充气膜结构理论研究是以连续化理论为基础的解析分析方法,在一段时间内对索膜结构的发展起了重要作用,但是解析方法具有其局限性,由于做了不同程度的简化和近似,往往只适用于某些特定的结构形式,不具有普遍性。随着科学技术不断的发展,现代计算机理论的不断完普,人们开始使用有限元理论将其应用到充气式膜结构分析过程中,对系统进行模拟的数值计算方法逐渐的成为膜结构分析的主要工具。

  基于有限元理论, 有学者于上世纪中期提出了一种在给定条件下解决平面内有限弹性变形问题的方法;与此同时,还有人提出了采用常应变三角元方法求解膜结构的有限弹性变形等的问题。

  一直以来,学者们主要采用静力分析方法对充气膜结构进行研究,针对结构在不同荷载(包括雪荷载、风荷载、温度荷载、自重及悬挂荷载等)作用下,建各荷载相对应的静力分析模型,同时考虑气膜结构中的索膜单元大位移应变的几何非线性特点,采用增量法或者迭代法对问题进行求解。计算过程中为了防止非线性迭代过程中产生漂移,采用稠密网格划分的低精度单元比采用稀疏网格划分的精度单元具有越好的计算精度,同时还需要加入膜皱褶单元和索松弛单元的判断和处理。

  充气式膜结构的动力分析研究方面目前还不够成熟,由于结构在风载作用下反应强烈、风的作用相当敏锐,风振动力响应分析则成为充气式膜结构动力分析研究方面的热点问题。风振动力响应分析是一个非线性随机振动问题,在理论上至今还有许多问题尚未得到良好的解决,它的研究难度高,计算周期长,计算费用大。

  膜结构自重轻、刚度小、自振频率低,对地震荷载具有良好的适用性,从而使得充气膜结构目前在地震方面的研究没那么显明。

膜结构充气膜