- 膜結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)中葉發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)。它是一種空間結(jié)構(gòu)形式,其中各種高強(qiáng)度膜材料(聚氯乙烯或特氟隆)和加固構(gòu)件(鋼框架、鋼柱或鋼電纜)產(chǎn)生一定的預(yù)拉應(yīng)力,以形成一定的空間形狀作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能夠承受一定的外部載荷。膜結(jié)構(gòu)可分為可充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)。
- 充氣膜結(jié)構(gòu)在室內(nèi)不斷膨脹,在室內(nèi)外產(chǎn)生一定的壓差(一般在10mm~30mm水柱之間)。室內(nèi)外壓力差使屋頂膜布具有一定的向上浮力,從而實(shí)現(xiàn)大跨度。
- 張拉膜結(jié)構(gòu)由柱和鋼框架支撐或鋼電纜張拉形成,其形狀非常美觀和靈活。
- 膜結(jié)構(gòu)的形式尋找分析方法主要包括動(dòng)態(tài)弛豫法、力密度法和有限元法。膜結(jié)構(gòu)所考慮的載荷通常是風(fēng)負(fù)荷和雪負(fù)荷。
- 在載荷作用下,膜材料的變形較大,載荷分布也隨形狀的變化而變化。因此,為了準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力,應(yīng)采用幾何非線性方法。負(fù)載分析的另一個(gè)目的是確定電纜和膜的初始預(yù)張力。
- 在外部載荷的作用下,膜上一個(gè)方向的應(yīng)力增加,另一個(gè)方向的應(yīng)力減少,這要求初始拉伸應(yīng)力的程度應(yīng)使在最不利的載荷下應(yīng)力不會(huì)減少到零,即不會(huì)有褶皺。
- 由于膜材料相對(duì)較軟,自然振動(dòng)頻率很低,在風(fēng)荷載的作用下很容易產(chǎn)生風(fēng)振動(dòng),導(dǎo)致膜材料的破壞。如果初始預(yù)應(yīng)力過(guò)高,膜材料涂層變大,易老化,強(qiáng)度儲(chǔ)備較少,應(yīng)力構(gòu)件的強(qiáng)度要求也較高,增加了施工安裝難度。
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- 因此,應(yīng)通過(guò)負(fù)荷計(jì)算來(lái)確定初始預(yù)應(yīng)力的確定。通過(guò)形狀尋找分析形成的觸摸結(jié)構(gòu)通常是一個(gè)三維不可發(fā)展的空間表面。如何通過(guò)二維材料的切割和張緊形成所需的三維空間表面是整個(gè)膜結(jié)構(gòu)工程中最重要的問(wèn)題,也是切割分析的主要內(nèi)容。
- 通過(guò)體型設(shè)計(jì)確定建筑平面的形狀和尺寸、三維建模和間隙體積,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)形式,選擇膜材料和施工方案。
- 初始平衡形狀分析是所謂的形式發(fā)現(xiàn)分析。由于膜材料本身沒(méi)有抗壓和抗曲的剛度,主剪強(qiáng)度很差,需要通過(guò)膜表面的曲率和預(yù)應(yīng)力的曲率變化來(lái)提高其剛度和穩(wěn)定性。對(duì)于膜結(jié)構(gòu),在任何時(shí)候都不存在無(wú)應(yīng)力狀態(tài),因此膜表面的形狀最終必須滿足一定的邊界條件。在一定的預(yù)應(yīng)力條件下的機(jī)械平衡,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了負(fù)載分析和切割分析。
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※ 膜結(jié)構(gòu)類型 ※
- 反向張力膜結(jié)構(gòu)
- 反向彎曲形狀,或具有張力和穩(wěn)定性的雙彎曲鞍形。其張力和穩(wěn)定性來(lái)自于膜平面的機(jī)械預(yù)應(yīng)力及其線性邊界。
- 相同的方向彎曲張力膜結(jié)構(gòu)
- 相同的方向彎曲形狀,或雙彎曲球形具有張力和穩(wěn)定性。張力和穩(wěn)定性是由空氣或水壓在膜表面的垂直作用產(chǎn)生的。這類結(jié)構(gòu)包括空氣軸承結(jié)構(gòu)和可充氣結(jié)構(gòu)。
- 如您在制作車棚時(shí)遇到任何問(wèn)題,應(yīng)咨詢專業(yè)的膜結(jié)構(gòu)車棚生產(chǎn)技術(shù)人員,以確保安全、節(jié)能。