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索膜结构充电桩建设前应进行荷载分析
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2020-09-22

  我们知道,索膜结构充电桩类建筑在建设时,应考虑各方面的安全荷载以保障它的应用安全,在该膜充电桩建设时考虑的荷载通常是风荷载与雪荷载。在荷载作用中膜材的变形比较大,且随着形状的改变,荷载也将重新分布,因此通常采用几何线性有限元法计算索膜结构在荷载作用的变形和应力。在分析过程中,对索系常采用二节点直线空间铰结柔性杆单元,而对膜材常采用三结点常应变三角形膜单元。索与膜结构荷载分析的目的一是确定结构在荷载作用下的变形,另外是校核初始预应力是否满足要求。

  在外荷载作用下,膜中一个方向应力增加,而另一个应力方向应力减少,这就要求施加初始预张应力的大小要满足在越不利荷载作用下,应力不至于减少到零,即不出现褶皱并进而破坏,但是预应力也不能过高,如果初始预张力施加过高,膜材料徐变增加,易老化,且强度储备少,对受力构件的强度要求较高,增加了施工安装的难度。

  另外还要考虑施工过程中产生的附加应力。索膜结构充电桩的荷载分析相对其它索与膜结构设计的技术来说,应该是越成熟的,也是市场内外学者过去研究较多的领域。随着计算机特性的提高、有限元方法的不断完整和各数值计算方法的改进,采用大位移小应变的正交异性膜单元对索与膜结构进行荷载分析应该不是困难的事情。

  应该注意到索与膜结构的有限元分析与其他结构的有限元分析的区别,因膜材的非线性较高,采用低精度单元稠密网格划分比采用精度较高的单元稀疏网格划分进行有限元计算具有越高的精度。另外还应注意非线性方程组迭代收敛的条件和判断准则及褶皱区的判断和处理。由于索与膜结构对地震荷载和风荷载良好的适应性,有时可以不进行动力分析,但由于索膜结构充电桩自重轻、刚度小,在风荷载下,易产生较大的变形,另外因为膜材比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下较易产生风振,导致膜材料的破坏。因此对索膜结构建筑在风荷载作用下进行的分析不可忽视。

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