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索膜结构的找型方法研究

时间:2022-03-31 作者:科琦气膜

  虽然目前膜结构的建筑造型有其自身的优势,但实际上,每种膜材料的找型方法是不同的。具体方法是什么?让我们看看下一步

  索膜结构找形分析的基本方法

  索膜结构的全过程分析包括找形分析、荷载分析和剪切分析。其中,找形分析是全过程分析的初始阶段,也是载荷分析和切削分析的基础。

  膜结构工程最早的找形分析方法是物理模型法,包括soap模型法和丝网模型法。然而

  采用物理模型法确定初始曲面在设计和测量中非常不便,测量精度难以保证。20世纪70年代以来,随着计算机技术的飞速发展,美国、英国、日本等国外学者提出并发展了基于计算机技术的张力结构找形分析,逐渐取代了传统的模型测量方法。目前提出的膜结构找形分析方法基本上是基于力密度法、动力松弛法和非线性有限元法。

  根据膜结构形式的不同,膜结构可分为膜结构和充气索结构。不同结构形式的膜结构的找形方法也不同。

  充气膜结构的找形设计方法

  充气膜结构的找形分析过程是寻找压差、预应力和形状之间对应关系的过程,也是寻求结构预应力自平衡状态的过程。它的本质是一个静态平衡态的求解过程?1.在找形过程中,需要确定的基本参数包括:

  结构表面拓扑关系、几何边界条件、表面几何形状、膜表面内外气压差、膜应力大小和分布。在一定气压的作用下,求解满足平衡条件的膜表面几何形状和相应的应力

  力分布是充气膜结构找形分析中需要解决的基本问题。

  张拉膜结构的找形设计方法

  张拉膜结构是将一定的预应力预先施加到索膜上,形成一定几何形状的空间曲面,以承受张力作用下的荷载的一种结构形式。找形设计最常用的方法是力密度法、非线性有限元法以及二者的结合。目前,对膜表面三角形单元和四边形单元的张力分析已经进行了研究。综合分析的思想,即先用力密度法确定形状,然后用其近似解作为非线性分析的初值,也有很多应用。


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