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整改膜結構汽車棚的體型來加強對惡劣天氣的抵御力
- 2020-01-08-

  自然物的形態是由內在力決定的,即自然本身處在力的平衡狀態中,膜結構汽車棚的形態也應該符合這一自然事物的規律。從結構的角度,大型膜結構所具有的跨度大、結構柔、材料輕等特點,致使其被歸屬于典型的風敏銳結構之中。格外當建筑建造在強風地區時,屋面所承受的風荷載增加,風振效應也隨之呈現出復雜性。為了規避強風荷載對于結構承載力的威脅,可通過合理的體型選擇,來減少結構的安全潛在問題。即在對膜結構的初步設計中,尋求一個應力平衡的曲面。而我們需要解決的關鍵問題就是:符合自然事物形態構成中的力的規律。

  1、增加膜張力和內應力:

  膜結構汽車棚是以曲面變形來抵御外力的一種柔性體系。過于平坦的造型會減低結構的剛度,增加結構在風荷載作用下的位移,并易積水發生塑性變形以至破壞。硏究表明,在其他條件不變的情況下,增加膜張力可以顯明的增加結構剛度。在相同的風荷載作用下,結構的位移隨著初始膜張力的增加而減小。因此,建筑選型時要增加膜曲面的曲率,盡量選取較大負高斯曲率的曲面或其組合形式。

  另外,膜內應力也不能過大。否則會造成膜片邊緣的內力増大。不但增加了材料費用,還會因應力集中而增加邊緣撕扯的可能性。

  2、不同地域氣候,應選擇不同的膜結構建筑形式南方多風多雨地區,隨著緯度的減低,氣候越來越溫暖,張拉結構的布置越來越敏捷,界面的圍合方式趨于開放。隨著構造體系趨于開放,形體亦趨于舒展。北部寒冷多雪地區應選擇造型曲率較大,坡度較大的大矢高體形,以利于積雪的自然滑落。此外應考慮雙層膜保溫,建筑空間以封閉為主。

  3、對不同形狀的膜結構汽車棚,應做風洞實驗獲取風荷載系數為了達到建筑功能和造型的需要,膜面的體型要符合建筑師的構思,形式要力求豐富多樣。由此,導致了結構的風振特性和動力特性過于復雜,結構計算方面也變得相當繁瑣。目前,市場內沒有系統的規范和研究成果,以供抵風設計參考。但是在我國建筑結構規范中,提及到了坡屋面的體型系數。鑒于其可適用范圍受到多種限制,因此不能較好的應用于體形復雜的素膜張拉結構設計中山。故,針對不同形狀的膜結構,格外是大型柔性屋蓋,應當做風洞實驗以獲取風荷載系數,力求在設計中就減低因強風破壞的可能性。

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