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膜结构建筑风格独特,艺术性强,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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设计膜结构自行车棚中需注意的问题

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2021-06-09 17:38:44 点击数:

1、荷载分析:

作用在膜结构自行车棚上的外荷载主要有风荷载,雪荷载及充气压力。由于薄膜材料只能承受拉力,在外荷载作用下,只能通过改变张力分布和表面形状消去不平衡力,这定将引起较大的变形。同时作用在结构上的外荷载的大小及作用方向随结构的表面形状和体积的改变而发生的变化在计算时也须考虑。一般的小变形理论已不能符合要求,须用非线性方法分析这些问题。

2、找形:

膜结构自行车棚所用膜材料具有抗压、抗弯能力,因此设计者可以根据需要任一选择合理的结构形状。而薄膜材料自身不能抗弯,整体靠外部施加拉力使其内部产生适当的张力分布才能保持一些形状。因此,膜结构即使不受外荷载作用并忽略自重的情况下,其内部也存在着相当大的张力,不存在无应力状态,受到外荷载作用时,它只能通过改变自身的张力分布和表面曲率来保持内外力平衡,所以它的形状是不能随意选择的。薄膜结构设计时先要明确一个符合平衡条件和其它设计需要的表面形状,这个过程称为找形设计。

3、薄膜结构裁剪设计:

找形设计给出的薄膜结构表面是有初始张力的平衡曲面,而且一般是不可展空间曲面。实际加工时,要先将薄膜表面近似展开成平面,画出裁剪图,再将按裁剪图加工的薄膜块焊接成实际的结构表面。裁剪分析的精度直接影响到结构的外观及受力性能,是薄膜结构设计及加工制做的关键步骤之一。长期型薄膜结构裁剪加工的精度应控制在1%左右。

4、初期张力的施加:

自行车棚施工时关键的是在薄膜曲面内施加初期张力。如果初期张力达不到设计要求,不但会产生松驰和皱折,且其刚度不能够抵御外荷载,会产生过木变形,影响结构正常使用。

在设计分析膜结构自行车棚时应整体考虑影响张力分布的各因素。明确裁剪缝时要考虑结构的表面曲率和边界方向,材料各向性能的差异和支承结构制造误差等因素也应加以考虑。同时薄膜材料不是弹性材料,引入张力后,会产生较大的残余变形和徐变,导致张力损失。因此施工时引入初期张力要分段进行,还要安装调节系统,定期补充张力损失。

5、薄膜结构的图形表达:

膜结构自行车棚结构需要通过准确、明了的绘图表达使其具体化,以便同他人交流。薄膜结构表面一般是光滑的空间曲面,传统的二维人工绘图方法已不能符合要求。计算机绘图技术的发展为薄膜结构的图形表达提供了一个有力工具。用计算机绘制的薄膜结构表现图生动、准确、而且在CAD设计系统中采用人机对话的形式可以及时检查计算结果并修改设计参数。另外,裁剪加工时用手工放样的方法很难符合加工精度的要求,用平板绘图仪将裁剪图直接画到材料上进行裁剪加工,可大大增进加工精度。

关键词: 膜结构自行车棚
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