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什么是索桿膜空間結(jié)構(gòu)

時(shí)期:2022-06-27 15:16:00 點(diǎn)擊數(shù):140

索桿膜空間結(jié)構(gòu)由索、桿、膜三種單元組成,是一種大跨柔性結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)體形、預(yù)應(yīng)力狀態(tài)、支撐條件等的綜合影響下,結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)幾何非線性特征,拉索和膜在荷載狀態(tài)下出現(xiàn)松弛和褶皺現(xiàn)象造成結(jié)構(gòu)剛度的變化,影響結(jié)構(gòu)的受力性能.因此有必要對(duì)索桿膜空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載分析,探索其受力特點(diǎn)和規(guī)律,從而進(jìn)一步根據(jù)荷載條件來(lái)確定索、桿、膜中初始預(yù)應(yīng)力分布和體形以及構(gòu)件的設(shè)計(jì)

索桿膜空間結(jié)構(gòu)

以往在索桿膜空間結(jié)構(gòu)的荷載分析中,把膜片視為一種屋面材料,忽略膜的剛度貢獻(xiàn),將膜面的均布荷載簡(jiǎn)化處理為節(jié)點(diǎn)集中荷載作用于索桿部分的節(jié)點(diǎn)上,并認(rèn)為由此引起的誤差使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于安全.但是,膜片只有抗拉剛度而沒(méi)有抗彎剛度,在荷載作用下將產(chǎn)生較大的張力,膜面越平,產(chǎn)生的張力越大,垂直于荷載方向的分力往往超過(guò)荷載方向的分力.膜內(nèi)張力最終都傳遞到索桿上,所以索桿所受到的力除了外部荷載之外,還有不能忽略的垂直于荷載方向的膜張力分量.此外,膜片在荷載作用下一般會(huì)產(chǎn)生較大的位移,甚至?xí)霈F(xiàn)褶皺或破壞等現(xiàn)象,造成結(jié)構(gòu)無(wú)法正常使用,所以只簡(jiǎn)化計(jì)算索桿部分的荷載分析不夠合理.

穹頂膜結(jié)構(gòu)

本文采用索桿膜空間結(jié)構(gòu)協(xié)同靜力分析方法.在分析中,首先對(duì)索桿膜空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同形態(tài)分析L1],然后在已知形狀和預(yù)應(yīng)力分布的初始平衡狀態(tài)施加荷載,采用幾何非線性有限元方法,包含索、桿、膜三種單元,考慮索松弛和膜褶皺對(duì)結(jié)構(gòu)的影響.以下通過(guò)索穹頂膜結(jié)構(gòu)和空間正交索桁膜結(jié)構(gòu)兩個(gè)算例分析,并與忽略膜片的非協(xié)同簡(jiǎn)化計(jì)算進(jìn)行比較,探討協(xié)同分析的意義.


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