膜結構以其造型美觀(guān)、自重輕、經(jīng)濟和易于建造等優(yōu)點(diǎn)而倍受建筑師的青睞,在國內外均有廣泛應用。但膜結構在外荷載的作用下結構變形明顯,而且剛度與變形相關(guān),呈現出很強的幾何非線(xiàn)性特征且薄膜質(zhì)量非常輕,這些特點(diǎn)決定了薄膜結構對風(fēng)荷載的作用十分敏感,與傳統結構相比,風(fēng)荷載在膜結構的設計中往往起到控制作用。

膜結構對風(fēng)荷載較為敏感
對設計的影響 在
膜結構的設計中:找形分析是基礎,荷載分析是關(guān)鍵,裁剪分析是目標和歸宿,而荷載分析中的風(fēng)荷載取值是難點(diǎn),風(fēng)荷載與其他荷載的重要區別在于其大小不僅與結構外部的荷載源——風(fēng)本身的物理參量有關(guān),而且與結構自身的形狀及結構內部氣壓有關(guān)。而膜結構形式的千變萬(wàn)化及建筑密閉程度和結構內部氣壓影響的復雜性,加上其結構自身與空氣所產(chǎn)生的留固耦合作用,使得膜結構的風(fēng)致動(dòng)力效應分析異常困難。而在現行規范中,僅提供了簡(jiǎn)單建筑體型的風(fēng)荷載體型系數,膜結構形式多樣、造型復雜,各國規范所能提供的風(fēng)荷載體型系數均非常有限,國內外的一般做法均是通過(guò)風(fēng)洞試驗來(lái)確定復雜造型建筑的風(fēng)荷載體型系數,然而目前針對膜結構的風(fēng)洞試驗研究開(kāi)展得還極不充分,無(wú)法總結出膜結構在風(fēng)荷載作用下的一般規律,且風(fēng)洞試驗難以做到膜結構上下表面同步測壓。

膜結構設計應該充分考慮風(fēng)荷載的影響
對制作的影響 1、脊索與膜面的可靠連接 脊索在膜面下方,視頻中風(fēng)向時(shí),左側膜結構的脊索對膜面起到了加強作用;但右側膜結構在這個(gè)風(fēng)向時(shí),脊索與膜面脫離,脊索起不到作用,風(fēng)荷載全部由膜材承受。因此,在僅靠
膜材強度不能滿(mǎn)足要求時(shí),可設計索套或索夾,使索與膜面能夠共同作用,抵抗外荷載。
2、谷索預拉力的設定 膜單元跨中谷索的預拉力,在膜結構找形階段是控制膜面曲率的主要因素。谷索的預拉力小,膜面就平坦。視頻中的膜結構,谷索預拉力偏小,不僅導致膜面剛度明顯不足,而且在風(fēng)吸力下,也沒(méi)有起到穩定加強的作用。
3、多個(gè)風(fēng)向角的荷載施加 膜結構造型多變,更不利風(fēng)向角可能存在多個(gè)。因此在施加風(fēng)荷載時(shí),設計師應取多個(gè)風(fēng)向和體型系數,盡可能將風(fēng)荷載考慮周全。如視頻中同一風(fēng)向,對左側膜結構并非更不利、但對于右側膜結構就是更不利風(fēng)向。
4、膜面外拉索的設置 在極端情況下,膜面有可能損毀。因此在膜結構設計時(shí),應設置膜面在拉索,以保證如視頻中所示的膜面損毀時(shí),鋼結構不會(huì )垮塌,造成更大的損失。
5、膜面剛度的控制 膜面剛度在膜
預張力一定的情況下,更重要的控制因素就是膜面曲率。視頻中的骨架式膜結構,脊和谷的高差小,膜面平坦、曲率小,造成膜面剛度不足,產(chǎn)生振動(dòng)。

膜結構制作應該達到設計要求
關(guān)于風(fēng)荷載對膜結構設計與制作的影響今天就和大家探討到這里,如果大家還有疑問(wèn),歡迎隨時(shí)和小編進(jìn)行交流,總之膜結構對于風(fēng)載荷是非常敏感的,在設計與制作中一定要重視這個(gè)因素,建議大家找正規的
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