膜結(jié)構(gòu)研究的主要問題
1、找形(Form-finding)或更進一步叫“形態(tài)理論”;
2、考慮膜材松弛和各向異性下的結(jié)構(gòu)響應;
3、結(jié)構(gòu)在風荷載作用下的動力穩(wěn)定性;
4、裁剪優(yōu)化;
5、膜與索及支承結(jié)構(gòu)間的相互作用。
膜結(jié)構(gòu)車棚的設(shè)計要點:
1、根據(jù)實際測量的數(shù)據(jù)在電腦中畫出設(shè)計圖紙。在設(shè)計圖紙的過程中,要確定建筑平面的尺寸,造型實際效果圖,凈空體量。確定好各個點的坐標等,在實際中設(shè)計的難點在于,載荷的施加位置,是將力施加在膜結(jié)構(gòu)上還是鋼構(gòu)件上呢,這都需要科學的計算來確定。
2、設(shè)計出初始形態(tài)曲面,因為膜結(jié)構(gòu)材料本身是一種膜布結(jié)構(gòu),無法產(chǎn)生剪切力,也不像鋼材那樣可以靠自身的特性產(chǎn)生剛度。因此如何將鋼架和柱子放置,形成初始曲面來覆蓋膜結(jié)構(gòu)材料。這里需要指出的是,膜面形狀并不是一下就形成的,這個需要滿足一定條件的張力平衡,然后在此基礎(chǔ)上進行載荷分析和剪切力形成。
3、計算鋼架,鋼柱的穩(wěn)定性。有了初始的形態(tài)曲面圖后,需要根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的面積來計算大概車棚需要承受的載荷。在正常的天氣狀態(tài)下,膜結(jié)構(gòu)幾乎不承受什么載荷,但是在發(fā)生形變的時候,張力會加大,比如雨雪天氣,刮風天氣都會對膜結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生變化,導致拉力傳到鋼架和鋼柱,如果膜結(jié)構(gòu)本身的材料不過關(guān)會產(chǎn)生撕裂。這個可以用DSP軟件根據(jù)面積來計算滿載荷狀態(tài)下的變形。
4、選材。在定下骨架和膜結(jié)構(gòu)應力后,就可以根據(jù)受力來選取合適的材料。膜布原料的選擇決定因素是:厚度(由應力決定),鋼架鋼管的厚度造型,外觀(顏色)等。
5、根據(jù)曲面的形狀裁剪膜布,就是將電腦設(shè)計軟件中的三維曲面形狀轉(zhuǎn)換成平面形狀。這里需要確定裁剪線位置和起始點等。*后要做的就是施工,膜結(jié)構(gòu)車棚的施工屬于另外一個范疇,其中也有很多的注意事項,這個另做介紹。施工完后的車棚應該是張力適中,符合設(shè)計圖紙中的要求,即使膜布因為突發(fā)異常情況破壞,鋼結(jié)構(gòu)仍能維持穩(wěn)定,才能算是一次合格的設(shè)計,這當然是需要有多年的設(shè)計施工經(jīng)驗的公司才能做到。
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