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膜結(jié)構(gòu)建筑中所使用的膜材料很輕,每平方米的重量只有1公斤左右。因此膜結(jié)構(gòu)可以從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在無柱大跨度建筑上所遇到的困難,可以創(chuàng)造出巨大的無柱大空間。膜材料與其他建筑材料相比要輕的多,屋頂采用了膜材料的建筑物,具有較強的抗震性及良好的安全性。而且,在發(fā)生災(zāi)害時,采用了膜結(jié)構(gòu)的多功能設(shè)施及體育館,其無柱而明亮的大空間,可以用來作為臨時的避難場所、急救中心、抗災(zāi)指揮部等。因此,在危急之時,膜結(jié)構(gòu)建筑可以保護人們的安全
膜結(jié)構(gòu)的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上進行的,檢查結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下的強度、剛度是否滿足預(yù)定要求的過程。膜結(jié)構(gòu)的找形有不同的理論方法,但荷載分析基本上都采用非線性有限元法,即將結(jié)構(gòu)離散為單元和結(jié)點,單元與單元通過結(jié)點相連,外荷載作用在結(jié)點上,通過建立結(jié)點的平衡方程。
由于索膜結(jié)構(gòu)是大變形問題,在推導(dǎo)有限元方程時,需考慮位移高階項對應(yīng)變的影響,即考慮幾何非線性。當然,膜材本身也是非線性的,在工程應(yīng)用上時,材料的非線性問題一般不予考慮
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計可分為三個步驟:
1.找出一個初始平衡形狀
2.各種載荷組合下的力學(xué)分析以保證安全
3.裁剪制作。
膜結(jié)構(gòu)作為只能抗拉的軟殼體是不適宜采用這種平面單元的,因為對于剛性殼體來說,這種平板單元可以看成平面應(yīng)力單元和平板彎曲單元的組合,其單元剛陣可以由這兩種單元剛陣合并而成。而膜結(jié)構(gòu)作為軟殼體是不能抗彎的,只能靠薄膜曲面的曲率變化,從而引起膜表面中內(nèi)力重分布來抵抗垂直于曲面的外荷載。
根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的形式不同,主要有骨架式膜結(jié)構(gòu)、充氣式膜結(jié)構(gòu)和張拉式膜結(jié)構(gòu)這三種膜結(jié)構(gòu),大家在選擇的過程中一定要考慮實際情況,選擇一個適合的才好。其中骨架式膜結(jié)構(gòu)是在鋼架或是其他材料的骨架上鋪裝膜材料的,以便能夠構(gòu)造出不同形式的膜結(jié)構(gòu)停車棚。
膜結(jié)構(gòu)車棚雖然是采用新型的材料,但是在使用過程中,承受著很大的壓力。因為膜結(jié)構(gòu)車棚的形狀和傳統(tǒng)車棚的形狀不同,膜結(jié)構(gòu)車棚的抗壓能力是靠膜表面不同的形狀要實現(xiàn)的。