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膜结构自行车棚工程对膜材的要求与设计
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-02-20

  一、膜结构自行车棚工程对于膜材的要求:

  膜材为柔性织物材料,它只能承受张力,不能承受压力和弯曲。在大跨度膜结构中,由于外荷载的作用,膜材需要承受较大的张力作用,因此,膜材须具有较高的张拉强度,膜面由于局部应力集中略有破损,立时转变为撕扯力的作用,在膜面的伤痕、缺陷处直接作用撕扯力或切断一根或数根织物丝,膜材会逐渐或瞬时发生撕扯现象。因此,膜材须具有较强的抗撕扯能力。膜材的撕扯强庋是指在较大设计应力下,控制膜面撕扯的传播的度量指标,所以膜材的张拉强度和撕扯强度是膜材应用于膜结构的两个重要的力学指标。

  二、膜结构的设计:

  薄膜结构与传统的结构设计相比有着自己所自有的特点。构成的膜结构材料是一种柔性材料,需要对其施加初始预张力以获得结构刚度。不同的初始预张力分布将得到不同的初始形状,在此形状的基础上才能进行结构受力的分析。此外,薄膜结构的表面为复杂的曲面形状,因此需进行裁剪设计,膜结构自行车棚的设计步骤可简单归纳为:

  初始形态设计--受力分阶段--裁剪设计阶段。

  薄膜结构的设计要注意它的“两性:——几何非线性和材料非线性。

  材料非线性——薄膜材料的σ∽ε关系可简化为正交各向异性体。在形状确定和结构分析时,某些单元若两个方向受压,则该单元退出工作;若一个方向受压则只有该方向退出工作,表现出材料的非线性。

  几何非线性——薄膜材料整体柔性,只能承受拉力。每个作用于膜结构自行车棚结构上的外荷载须由薄膜力平衡。势定使结构发生很大的变形;此外,部分荷载(如内压)对结构的作用与结构几何特性是耦合的,导致了结构设计时的几何非线性。

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