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膜结构的膜是什么材料

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2017-08-19 10:44【

    索膜结构其实动力松弛法就是一种求解非线性问题的数值方法,最早将这种方法用于索网结构的是D和B,膜结构车棚而B从七十年代以来的系列研究工作,成功地将这一方法发展应用于索网及膜结构的找形。

    索膜结构动力松弛法从空间和时间两方面将结构体系离散化。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点,并假定其质量集中于结点上。如果在结点上施加激振力,结点将产生振动,由于阻尼的存在,振动将逐步减弱,最终达到静力平衡。时间上的离散化,正是针对结点的振动过程而言的。具体点说,先将初始状态的结点速度和位移设置为零,在激振力作用下,结点开始振动,跟踪体系的动能,当体系的动能达到极值时,将结点速度设置为零;跟踪过程从这个几何重新开始,直到不平衡力为极小,达到新的平衡。

    索膜结构动力松弛法不需要形成结构的总体刚度矩阵,在找形过程中,可修改结构的拓扑和边界条件,计算可以继续并得到新的平衡状态,该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。

   布置膜结构表面裁剪缝时要考虑以下几个因素:

   1、膜结构表面曲率

  以前的裁剪方法都无法给出曲面任一点处的曲率。而本软件因为采用的是曲面膜单元,所以可以得到每个单元的曲率。如果相邻单元曲率相差很大,说明在这个位置,曲面扭曲的很严重,如果裁剪缝在此处不切断重新开始,那么裁剪膜块的边界在此处就会有很大的弧形。从相邻单元曲率的变化趋势,可以判断出测地线的大致走向。

   2、膜结构膜材料的幅宽

  找形分析过程中的平面网格划分时,就要考虑到膜材料的幅宽。尽量使一块膜布中包含的膜单元是完整的,否则还要通过插值计算确定膜块边界点的位置。

   3、膜结构边界的走向

  如果边界比较平直,可以考虑用一个膜块的长边作为这条边界。否则只能用多个膜块的短边拼接成这条边界。

   4、膜结构美观

  因为膜材料具有透光性,实际结构中可以清楚地看见焊缝,所以裁剪缝的布置一定要规则、合理,最好能形成一些漂亮的图案以增加结构的美感。如果膜表面设置有压索或脊索, 那么最好使裁剪缝与压索或脊索重合,使索不至于打乱焊缝的图案布置。

    生常生活中我们所说的骨架式膜结构及组合式膜结构是目前应用最为广泛的膜结构,以往的膜结构荷载分析中,通常将索膜作为支撑结构的骨架结构分开分析,先分析索膜在各种荷载下的反应,将反力值作为荷载作用在骨架上。当支撑结构刚性较大时,控制点位移小,这样分析效率较高,同时复杂程度大大降低;而当支撑结构较柔时,由于索膜在风、雪荷载下,本身发生较大的变形,在迭代计算过程中,与骨架会发生相互作用,且相互作用在不断变化,很难准确估算变形后的索膜与骨架的相互作用。我们常常以体育训练中心田径场看台膜结构为研究对象,采用整体分析与分开分析两种模型,运用非线性有限元方法,对结构在索膜预张力、风、雪等荷载共同作用下的反应进行了分析,并将两种模型的分析结果进行了比较。

    针对目前国内情况来说,现在的骨架式膜结构是目前应用最广泛的膜结构,运用非线性有限元理论,将找形后的膜面覆盖在骨架结构上,膜面与钢结构组成整体,采用非线性有限元方法对骨架式膜结构在白重和预张力、风荷载、雪荷载等共同作用下的反应进行了分析,对膜结构和骨架结构分开计算和整体计算模型进行了比较,得出了一些有实用价值的结论。


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