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上海膜結構景觀(guān)膜結構設計的找型方法
2021-01-16 14:22:16 評論：2 點(diǎn)擊：560
規劃部分水面和布置若干水景是許多新的居住區規劃的項目。除此之外，還有一些大廣場(chǎng)和草地鋪成的地區，以及一些西方雕塑框架。一些地區引進(jìn)了異域景觀(guān)、異域花卉和植物。更重要的是，區內以各種新材料組成的景觀(guān)膜結構，不僅造型獨特，而且方便人們施工。然而，如何設計這些景觀(guān)膜結構并不是所有住宅物業(yè)都能理解的。
規劃部分水面和布置若干水景是許多新的居住區規劃的項目。除此之外，還有一些大廣場(chǎng)和草地鋪成的地區，以及一些西方雕塑框架。一些地區引進(jìn)了異域景觀(guān)、異域花卉和植物。更重要的是，區內以各種新材料組成的景觀(guān)膜結構，不僅造型獨特，而且方便人們施工。然而，如何設計這些景觀(guān)膜結構并不是所有住宅物業(yè)都能理解的。
膜結構設計主要包括四個(gè)主要問(wèn)題：形狀設計、初始平衡形狀分析、載荷分析和切割分析。通過(guò)形狀設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體積，確定控制點(diǎn)坐標、結構形式、膜的選擇和施工方案。
初始平衡形狀分析稱(chēng)為找形分析。找形分析產(chǎn)生三維不可展空間曲面。在整個(gè)膜結構工程中，如何通過(guò)切割和拉伸二維材料來(lái)形成所需的三維空間表面是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，這是切割分析的主要內容。由于膜材料本身沒(méi)有壓縮剛度和彎曲剛度，抗剪強度很差，需要通過(guò)膜面曲率變化和膜面預應力來(lái)提高膜材料的剛度和穩定性。膜結構在任何時(shí)候都沒(méi)有應力自由狀態(tài)，因此膜面形狀最終必須滿(mǎn)足一定邊界條件和預應力條件下的力學(xué)平衡，并以此為基準。進(jìn)行了載荷分析和切削分析。
目前，動(dòng)力松弛法、力密度法和有限元法是膜結構找形分析的主要方法。膜結構中考慮的荷載通常是風(fēng)荷載和雪荷載。膜材料在荷載作用下變形較大，荷載分布隨形狀的變化而變化。因此，采用幾何非線(xiàn)性方法對結構的變形和應力進(jìn)行了精確計算。
載荷分析的另一個(gè)目的是確定電纜和薄膜的初始預緊力。在外荷載作用下，一個(gè)方向的應力增大，另一個(gè)方向的應力減小，這就要求在最不利的荷載作用下，初始拉應力不減小到零，即不產(chǎn)生褶皺。由于膜材料比較軟，固有頻率很低，在風(fēng)荷載作用下容易產(chǎn)生風(fēng)振，導致膜材料的破壞。當初始預應力過(guò)大時(shí)，膜材料的涂層增加，膜材料易老化，強度儲備小，受力構件的強度要求也高，增加了施工和安裝的難度。因此，初始預應力的確定應通過(guò)荷載計算來(lái)確定。
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