【廣告】
膜結構建筑中所使用的膜材料很輕,每平方米的重量只有1公斤左右。因此膜結構可以從根本上克服傳統(tǒng)結構在無柱大跨度建筑上所遇到的困難,可以創(chuàng)造出巨大的無柱大空間。膜材料與其他建筑材料相比要輕的多,屋頂采用了膜材料的建筑物,具有較強的抗震性及良好的安全性。而且,在發(fā)生災害時,采用了膜結構的多功能設施及體育館,其無柱而明亮的大空間,可以用來作為臨時的避難場所、急救中心、抗災指揮部等。因此,在危急之時,膜結構建筑可以保護人們的安全
膜結構的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應力分布的基礎上進行的,檢查結構在各種荷載組合下的強度、剛度是否滿足預定要求的過程。膜結構的找形有不同的理論方法,但荷載分析基本上都采用非線性有限元法,即將結構離散為單元和結點,單元與單元通過結點相連,外荷載作用在結點上,通過建立結點的平衡方程。
由于索膜結構是大變形問題,在推導有限元方程時,需考慮位移高階項對應變的影響,即考慮幾何非線性。當然,膜材本身也是非線性的,在工程應用上時,材料的非線性問題一般不予考慮
膜結構的設計分析主要包括形狀確定、荷載分析和裁剪分析三大方面。
一、膜結構的形狀確定
(1)給定預應力分布的形狀確定問題:預先假定膜結構中應力的分布情況,再根據(jù)受力合理或經(jīng)濟原則進行分析計算,得到膜的初始幾何狀態(tài)。
(2)給定幾何邊界條件的形狀確定問題:預先確定膜結構的幾何邊界條件,然后計算分析預應力分布和空間形狀。
常用的計算機找形方法有:力密度法、動力松弛法、有限元法。