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上海景觀膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的找型方法

2021-01-26 13:49:33 評論：2 點擊：560

規(guī)劃部分水面和布置若干水景是許多新的居住區(qū)規(guī)劃的項目。除此之外，還有一些大廣場和草地鋪成的地區(qū)，以及一些西方雕塑框架。一些地區(qū)引進了異域景觀、異域花卉和植物。更重要的是，區(qū)內(nèi)以各種新材料組成的景觀膜結(jié)構(gòu)，不僅造型獨特，而且方便人們施工。然而，如何設(shè)計這些景觀膜結(jié)構(gòu)并不是所有住宅物業(yè)都能理解的。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括四個主要問題：形狀設(shè)計、初始平衡形狀分析、載荷分析和切割分析。通過形狀設(shè)計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體積，確定控制點坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式、膜的選擇和施工方案。

初始平衡形狀分析稱為找形分析。找形分析產(chǎn)生三維不可展空間曲面。在整個膜結(jié)構(gòu)工程中，如何通過切割和拉伸二維材料來形成所需的三維空間表面是一個關(guān)鍵問題，這是切割分析的主要內(nèi)容。由于膜材料本身沒有壓縮剛度和彎曲剛度，抗剪強度很差，需要通過膜面曲率變化和膜面預(yù)應(yīng)力來提高膜材料的剛度和穩(wěn)定性。膜結(jié)構(gòu)在任何時候都沒有應(yīng)力自由狀態(tài)，因此膜面形狀最終必須滿足一定邊界條件和預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡，并以此為基準(zhǔn)。進行了載荷分析和切削分析。

目前，動力松弛法、力密度法和有限元法是膜結(jié)構(gòu)找形分析的主要方法。膜結(jié)構(gòu)中考慮的荷載通常是風(fēng)荷載和雪荷載。膜材料在荷載作用下變形較大，荷載分布隨形狀的變化而變化。因此，采用幾何非線性方法對結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力進行了精確計算。

載荷分析的另一個目的是確定電纜和薄膜的初始預(yù)緊力。在外荷載作用下，一個方向的應(yīng)力增大，另一個方向的應(yīng)力減小，這就要求在最不利的荷載作用下，初始拉應(yīng)力不減小到零，即不產(chǎn)生褶皺。由于膜材料比較軟，固有頻率很低，在風(fēng)荷載作用下容易產(chǎn)生風(fēng)振，導(dǎo)致膜材料的破壞。當(dāng)初始預(yù)應(yīng)力過大時，膜材料的涂層增加，膜材料易老化，強度儲備小，受力構(gòu)件的強度要求也高，增加了施工和安裝的難度。因此，初始預(yù)應(yīng)力的確定應(yīng)通過荷載計算來確定。

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