膜結構收費站膜結構車(chē)棚設計更突出特點(diǎn)之一就是它形狀的多樣化,張拉膜結構的任意曲面變化,存在著(zhù)無(wú)限的可能性。
膜結構車(chē)棚設計自身特點(diǎn)有很多,也很好的滿(mǎn)足于現代化建筑的功能性與實(shí)用性。膜結構車(chē)棚形態(tài)主要是圓球面或圓柱面,相對而言沒(méi)有可以選擇的樣式。而張拉膜結構的曲面就可以隨著(zhù)設計師們的想象力而任意變化。

膜結構在設計分析過(guò)程中存在三大問(wèn)題,即形狀確定問(wèn)題(找形問(wèn)題)、荷載分析頭號題和裁剪分析問(wèn)題。其中,形狀確定問(wèn)題是更基本的問(wèn)題,是后兩個(gè)問(wèn)題分析的基礎。
目前,膜結構的形狀確定問(wèn)題主要應用的方法包括力密度法、動(dòng)力松弛法和非線(xiàn)性有限元法。其中,應用更多,也更有效的方法,當屬非線(xiàn)性有限元法。
力密度法是由 Linkwitz 及 Schek 等提出的一種用于索網(wǎng)結構的找形方法,若將膜離散為等代的索網(wǎng),該方法也可用于膜結構的找形。所謂力密度是指索段的內力與索段長(cháng)度的比值。把索網(wǎng)或等代的膜結構看成是由索段通過(guò)結點(diǎn)相連而成。在找形時(shí),邊界點(diǎn)為約束點(diǎn),中間點(diǎn)為自由點(diǎn),通過(guò)指定索段的力密度,建立并求解結點(diǎn)的平衡方程,可得各自由結點(diǎn)的坐標,即索網(wǎng)的外形。不同的力密度值,對應不同的外形,當外形符合要求時(shí),由相應的力密度即可求得相應的預應力分布值。

動(dòng)力松弛法是一種求解非線(xiàn)性問(wèn)題的數值方法,從二十世紀七十年代開(kāi)始被應用于索網(wǎng)及膜結構的找形。動(dòng)力松弛法從空間和時(shí)間兩方面將結構體系離散化??臻g上將結構體系離散為單元和結點(diǎn),并假定其質(zhì)量集中于結點(diǎn)上。如果在結點(diǎn)上施加激振力,結點(diǎn)將產(chǎn)生振動(dòng),由于阻尼的存在,振動(dòng)將逐步減弱,更終達到靜力平衡。時(shí)間上的離散是針對結點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程而言的。動(dòng)力松弛法不需要形成結構的總體剛度矩陣,在找形過(guò)程中,可修改結構的拓撲和邊界條件,計算可以繼續并得到新的平衡狀態(tài),用于求解給定邊界條件下的平衡曲面