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充氣膜加勁索的影響與膜材計算的處理
- 2020-11-06-

  一、風載作用下加勁索對充氣膜結構的影響:

  對設定的充氣膜結構,在結構表面橫向布置若干根拉索,研究了風荷載作用下加勁索布置對充氣膜結構的影響。通過比較不同內壓和相同風荷載下薄膜材料的較大應力值和較大位移變形值,結果表明:

  氣膜結構利用索加勁,不但有益用于減小膜上分布的應力值,還有益于減小結構在風載作用下的位移變形值。針對上述兩種情況,不同內壓作用利用索加勁能夠使結構的較大應力值降低接近30%,較大位移值減小接近45%,因此在實際工程中建議利用索加勁氣膜結構。

  二、計算過程中皺褶單元的判定及處理:

  充氣膜中纜索和薄膜不能承受壓力和彎矩,只能承受拉力,所以在保持張力的情況下可以正常工作。否則,計算模型將因褶皺單元而無法運用,因此,在計算迭代過程中,每個迭代步都應該檢査其是否出現了皺褶單元,如若出現,則應進行相應的處理。皺褶單元的判定日前主要有三種方法:主應力準則、主應變準則、綜合運用上述兩種準則。一般情況下,使用較多的是主應力準則,采用以的方式進行判定:設單元的主應力為σ1、σ2,當σ1>0、σ2>0,單元正常工作當o2<0,單元處于單向受力狀態;當σ1<0、2<0,單元退出工作

  對于膜單元,膜面出現皺褶,在相應荷載作用下,結構某些區域的膜材不處于全張拉狀態或者松弛狀態,說明膜剛度不足,此時應返回到結構的找形階段對膜面進行修正,調整膜材預應力,修正結構剛度從而達到修正膜面應力。對于索單元,如果其應力值小于零,表明索單元已退出工作,反之,則正常工作。

  對于上述的充氣膜兩種計算模型,膜面的主應力分布情況可知,兩種情況下整個膜面的應力值均大于零,膜面沒有出現皺褶現象。

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