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加强膜结构景观工程中单层膜体稳定性的方法分析
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-03-22

  稳定性是膜结构格外是单层膜结构景观工程设计中的关键问题。结构的稳定性能可以从其荷载一位移全过程曲线中得到完整的概念;这种整过程曲线要由较准确的非线性分析得出,结构的荷载-位移整个过程曲线可以把结构的强度、稳定性以至于刚度的整个变化历程表示得清清楚楚。在观察初始的缺陷与荷载分布的形式等因素对于实际膜结构工程稳定性的影响之时,也均可从整个过程曲线的规律性变化中进行研究。

  但是,当利用计算机对具有大量自由度的复杂体系进行了非线性有限元分析尚未能整体实现的时候,要进行膜结构的全过程分析并非易事。在较长一段时期内,人们不得以求助于连续化理论(“拟膜法”)将膜体转化为连续式膜体结构,然后通过某些近似的非线性解析方法来求出膜体结构的稳定性承载力。这种方法显然有较大局限性∶连续化膜体稳定性理论本身并未完善,现实上只对少数特定的膜体(例如球面膜)才能得出较适用的公式;此外,所研讨的膜体通常是等厚度与各向同性的,没法反映实际膜结构景观的不均匀构造和各向异性之特点。因此,在许多的重要场合还须依靠细致的模型试验来测定稳定性承载力,并与可能的计算结果相互印证。

  随着计算机的广泛应用,非线性有限元分析的方法逐步成为了结构稳定性解析的优良工具。我国由八十年代后期开始也积极开展以非线性全过程分析为基础的膜稳定性研究。有学者在理论表达式的准确化、平衡路径跟踪计算方法的合理选择、以及灵活的迭代策略等方面进行了探索,使得具有大量自由度的复杂类结构体系的整过程分析顺利的实现;同时也提出用“一致缺陷模态法”(即认为初始缺陷按较低阶屈曲模态分布时可能具有越不利影响)来研究初始缺陷对膜稳定性的影响。

  在上述理论成果的基础上,采用大规模参数分析的方法,进行了膜稳定性适用分析方法的研究。即结合不同类型的膜结构景观,在其基本参数(几何参数、构造参数、荷载参数等)的常用变化范围内,进行大规模的实际结构全过程分析,对所得结果进行分析、统计和归纳,观察膜稳定性变化的规律,末后经过回归解析提出膜稳定性验算的适用公式,所提出的适用公式用起来比较简便。

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