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膜结构建筑风格各异,艺术性较强,具有浓厚的现代气息,力学特性好,光学热学性能优

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膜结构污水池加盖预张力的释放分析

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2021-04-14 15:50:44 点击数:

膜结构污水池加盖体系的变形特征是大变形小应变,通常来说膜结构的刚度由两部分构成;膜材本身的刚度及膜结构中分布的预张力所形成的几何风度。由于膜材不能抗压,膜结构的几何刚度比膜材本身的刚度要大的多。释放膜材中的预张力的就要将膜结构每个约束释放,以得到无应力状态下的膜片。

由于预张力释放时没有支承作用,当用静力学方法进行几何非线性计算时,结构刚度矩阵奇异,计算发散。同时在预张力释放过程中由于预张力的减少,膜结构污水池盖的几何刚度趋于0,这样也会导致结构刚度趋于0。因此这一问题一直被视为相当复杂而较难解决。但实事上将有预张力的膜结构的支承去掉后,膜结构可以通过变形使其中的预张力变为零,这说明膜结构的预张力释放计算应该是现实可行的。

膜结构污水池加盖预张力释放计算中所遇到的问题的关键在膜材是柔性材料,不能承受压力,没有预张力作用时,膜结构刚度较小,在数值运算上会出现奇异。这一问题的本质在上述分析过程中忽略了在预张力释放过程中物体的运动过程与力的作用过程。

考虑实际情况,对有预张力的膜进行松驰,膜材终会处于静止状态,并释放掉内部的预张力,也就是是说在释放膜材内预张力的过程中,有阻力对膜作功,消耗掉了膜材中的应变能。

由此可对预张力释放的过程作以下想象∶把一充满着预张力的膜结构放于粘稠液体里,结构不承受外荷载作用,放开膜结构每个约束,膜片就在预张力的作用下开始变形,粘稠液体对膜片的运动产生阻力,在膜片运动的过程中对于膜片作力,消耗了膜片的运动能力;在运动过程中,膜片中的应变能转化为动能,并被阻力所作的功所消耗;当应变能消耗殆尽时,膜片的动能也就趋于零,膜片趋向于静止,此时膜结构污水池加盖中的预张力就趋向于零,膜结构也就处于无应力状态。

关键词: 污水池加盖
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