今天我們來聊一聊膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容和它的注意事項(xiàng)。
對(duì)于膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這塊,專業(yè)的設(shè)計(jì)師自然是運(yùn)用的得心應(yīng)手,但是對(duì)于沒有接觸過這塊的人,很少會(huì)有一個(gè)具體的概念。那么,膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有哪些內(nèi)容呢?我們往下看:
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì)、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設(shè)計(jì)確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案。
初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強(qiáng)度很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)應(yīng)力來提高,對(duì)膜結(jié)構(gòu)而言,任何時(shí)候不存在無應(yīng)力狀態(tài),因此膜曲面形狀更終必須滿足在一定邊界條件、一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡,并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。
目前膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動(dòng)力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進(jìn)行。荷載分析的另一個(gè)目的是一確定索、膜中初始預(yù)張力。
在外荷載作用下膜中一個(gè)方向應(yīng)力增加而另一個(gè)方向應(yīng)力減少,這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在更不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零,即不出現(xiàn)皺褶。因?yàn)槟げ牧媳容^輕柔,自振頻率很低,在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振,導(dǎo)致膜材料破壞,如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高,膜材涂變加大,易老化且強(qiáng)度儲(chǔ)備少,對(duì)受力構(gòu)件強(qiáng)度要求也高,增加施工安裝難度。
因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計(jì)算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的膜結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個(gè)膜結(jié)構(gòu)工程中更關(guān)鍵的一個(gè)問題,這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。
以上就是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及注意事項(xiàng),希望能幫到大家。當(dāng)然,這只是初步的了解,如果你要做膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還是要找專業(yè)的膜結(jié)構(gòu)公司幫你設(shè)計(jì),比如我們卓越,膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二級(jí)資質(zhì),行業(yè)更高的資質(zhì),定能設(shè)計(jì)出讓你滿意的方案。