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充氣膜結構停車棚荷載效應的分析
- 2019-11-13-

  北方地區,基本雪壓為0.4kN/m2,基本風壓為0.45kN/m2,風振系數取1.2,膜結構停車棚體型系數采用封閉式落地拱形屋面,考慮了沿建筑縱向及橫向兩種風向。

  由于雪荷載作用方向向下,抵消了一部分充氣壓力,膜面張力減小,從而減低了膜結構的剛度。因此,一般情況下空氣支承式膜結構在暴雪來臨之前,需要增加充氣壓力至較大工作內壓,本項目取650pa。而風荷載在結構大部分區域產生負壓,作用方向向上,荷載效應與充氣壓力效應相符,膜面張力疊加。因此,一般情況下空氣支承式膜結構在強風來臨之前雖然也需要增加充氣壓力,增加膜結構剛度,規避結構過大變形,但是不需要增加至較大工作內壓,本項目取500pa。

  荷載組合如下:

  (1)1.20恒載+1.0初始預張力+1.0較小工作內壓200pa

  (2)1.20恒載+1.0初始預張力+1.0較大工作內壓650pa

  (3)1.00恒載+1.0初始預張力+1.0強風工作內壓500pa

  (4)1.20恒載+1.0初始預張力+1.0較大工作內壓650pa+1.40活載工況(雪荷載)

  (5)1.00恒載+1.0初始預張力+1.0強風工作內壓500pa+1.40風載工況(縱向風)

  (6)1.00恒載+1.0初始預張力+1.0強風工作內壓500pa+1.40風載工況(橫向風)

  從以上可以看出,平面形狀為矩形的整體空氣支承式膜結構停車棚,在荷載作用下角部應力較小、中間部分應力較大。但這個項目有點特點,因為在膜結構一端與服務裙房相聯接,所以在聯接的角部應力較大。這也是在節點設計時應該注意的地方。本項目采用P 類膜材,型號為8028,其抗拉強度為458daN/5cm ,厚度0.8mm。經過單位換算,其對應的膜材抗拉強度設計值為22.9MPa。

  在雪荷載作用下,頂部變形量較大,達535mm ,為跨度的1/60。在橫向風作用下,迎風面變形較大為1355mm 。目前市場內還沒有相應的規范對此作出規定,故充氣膜結構停車棚以考查在雪荷載作用下不出現積雪凹坑為設計準則。

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