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荷載分析的內(nèi)容和方法 ,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(jìn)行的,檢查結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下的強(qiáng)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(NonlinearFiniteElementMethod),即將結(jié)構(gòu)離散為單元和結(jié)點(diǎn),單元與單元通過結(jié)點(diǎn)相連,外荷載作用在結(jié)點(diǎn)上,通過建立結(jié)點(diǎn)的平衡方程,獲得求解。 由于索膜結(jié)構(gòu)是大變形問題,在推導(dǎo)有限元方程時(shí),需考慮位移高階項(xiàng)對應(yīng)變的影響,即考慮幾何非線性。當(dāng)然,膜材本身也是非線性的,在工程應(yīng)用上時(shí),材料的非線性問題一般不予考慮。
脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)的確定。膜結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移較大,結(jié)構(gòu)位形的變化會(huì)對其周圍風(fēng)場產(chǎn)生影響,所以膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)動(dòng)力響應(yīng)過程是流固耦合過程。這種動(dòng)力過程的風(fēng)洞試驗(yàn)必須采用氣動(dòng)彈性模型,因此實(shí)現(xiàn)起來技術(shù)難度較大。近年來發(fā)展的“數(shù)值風(fēng)洞”技術(shù)受到越來越多的重視。這種技術(shù)簡單的說就是將計(jì)算流體力學(xué)(CFD)和計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)(CSD)技術(shù)結(jié)合起來,用計(jì)算流體力學(xué)來模擬結(jié)構(gòu)周圍的風(fēng)場,用計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)來模擬膜結(jié)構(gòu),再借助某些參數(shù)的傳遞來實(shí)現(xiàn)兩者之間的耦合作用,不過,該方法還處試驗(yàn)階段。
此結(jié)構(gòu)具有大空間,重量輕,建造簡單的特點(diǎn)。但需要不斷輸入超壓氣體及需日常維護(hù)管理。雙層結(jié)構(gòu)是雙層膜之間充入氣體,和單層相比可以充入高壓空氣,形成具有一定剛性的結(jié)構(gòu),而且進(jìn)出口可以敞開。膜結(jié)構(gòu)歸于空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng),它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),是繼網(wǎng)架、薄殼、懸索結(jié)構(gòu)之后新崛起的一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。近三十年來,預(yù)應(yīng)力 索在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的效果和優(yōu)勢已為工程師所充分認(rèn)識,各種新型索和膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)得到了研討和應(yīng)用。