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膜结构进行荷载分析的必要性

文章出处:卓越膜结构编辑:卓越网络部发表时间:2018-08-07 16:31:06阅读:
    膜结构的自重轻,受力点好的特点被设计师们所熟知,也正因它这一力学特点,其结构的分析与设计过程也明显不同于传统的结构。膜结构的荷载分析分为两大部分①静力分析②动力分析,在经过形态分析确定形状,以及确定预张力的基础后,进行膜结构的荷载分析。荷载的分析需要满足确定形态的需求,如果出现不安全、不稳定等情况,需要对形态形状再分析再确定。与造型确定分析类似,在荷载分析过程中,一般采用的方法有非线性有限元法、力密度法和能量法等。主要是用于计算膜结构在受荷载时,膜面产生应力重分布后最大应力值是否还满足强度等要求。

为了保证稳定性安全性膜结构必须进行荷载分析
为了保证稳定性安全性膜结构必须进行荷载分析

    1、静力分析

    对膜结构来讲,特别是对张拉膜膜结构而言,荷载静力分析考虑的主要是静风荷载、雪荷载、膜材自重等。非线性有限单元法不仅适用于初始形态分析,而且也适用于静力分析。膜结构在荷载作用下变形是较大的,因此常用的小变形理论不适用于膜结构荷载分析,分析中必须考虑非线性因素,有时是强非线性,其中包括材料非线性和几何非线性。在有限单元法载荷静力分析中,平衡方程不再是线性的了,在载荷分析中若发现结构变形过大,出现受拉单元或单元应力超过极限,则说明结构的刚度和强度不够,应该采用增加诸如初始预应力的措施来增加结构刚度,或采用强度更大或更厚的膜材,然后从初始形态确定开始,对结构重新进行修正。

    2、动力分析

    膜结构是一种柔性体系,具有对地震荷载和风荷载很好的自适应性,通常在膜结构设计时不进行动力分析。但是膜结构因其自身轻、刚度小而自振频率较低,对风反应敏感。不少膜结构的事故是由强风引起的,这不仅是因为向上的风吸力可能会比向下的结构自重、屋面活荷载、雪荷载更大,而且由于膜结构的自重小,使膜结构的风致动力效应与其它结构相比具有明显的特殊性。

    在风作用下,局部膜单元的加速度和速度反应较大,可能对周围的空气紊流速度产生影响而形成自激振动。另外结构在风荷载作用下,产生较大的变形,风载作用方向和大小与结构的变形之间存在着相互的耦合作用,结构的动力特性与结构的受力状态表现出几何非线性和物理非线性。附加在结构上的空气质量是影响结构反应的因素之一,薄膜动力反应可能改变结构周围气流场,进而发生结构与气流耦合的自激性颤振。 

荷载分析是在膜结构设计阶段进行的
荷载分析是在膜结构设计阶段进行的

    上面就是膜结构的静力分析与动力分析,那么动力分析与静力分析到底有怎样的区别呢?

    ①动力分析的荷载是变化的
    ②动力分析要考虑惯性力
    ③动力分析考虑的平衡是形式上的平衡,是瞬时的平衡
    ④结构受力时,动载强度比静载强度高很多

使用计算机App对膜结构进行荷载分析
使用计算机App对膜结构进行荷载分析

    膜结构的荷载分析直接决定着结构的稳定性与使用年限,在形状分析设计所得到的外形与初始应力分布的基础上进行,考虑各种可能的荷载组合,对膜结构的整体有强力的保障作用。如果你需要建造膜结构建筑的话,大家卓越膜结构你是最好的选择,专业的技术团队为你制作艺术性强、高质量的膜结构,欢迎联系咨询。
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