什么是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、膜材的使用范疇
發(fā)布時(shí)間:2022-12-01 14:54:14作者:景秀瀏覽量:1077
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及它的使用范疇有哪些,首先要了解其基本概念,在膜的設(shè)計(jì)中要考慮的內(nèi)容包括:膜材選擇、膜材與建筑造型、荷載、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造以及施工工藝。 目前國內(nèi)常見的膜材有聚酯纖維與聚丙烯兩種,根據(jù)工程需求選擇合適的膜材。例如目前在商業(yè)廣場應(yīng)用廣泛、采光要求高,建筑造型美觀時(shí)尚等特點(diǎn),選用 PTFE作為膜材料;而在大型工業(yè)建筑中,則選用聚乙烯(PE)為膜材材料。 對于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所涉及到的膜材荷載在工程中不能直接套用的問題,則需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。膜結(jié)構(gòu)最重要的部分是膜基與混凝土(或鋼索)間相互咬合的部分,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮節(jié)點(diǎn)處連接構(gòu)造。
(圖)景區(qū)膜結(jié)構(gòu)舞臺(tái)設(shè)計(jì)效果圖
1、膜結(jié)構(gòu)在工程上是指以薄膜作為主要承重構(gòu)件的一種具有大跨度空間的可移動(dòng)結(jié)構(gòu)體系。它是一種特殊的空間結(jié)構(gòu)形式,因其具有獨(dú)特的外形和豐富的造型變化而受到廣泛關(guān)注。
2、膜材料在設(shè)計(jì)中需滿足以下基本要求:(1)抗拉強(qiáng)度必須滿足要求;(2)抗張拉強(qiáng)度及撓度應(yīng)大于允許值;(3)表面不能出現(xiàn)明顯的裂紋和較大面積腐蝕。對于復(fù)雜形狀或大跨度空間,需考慮膜面形變、膜材變形等對其強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性等方面的影響,進(jìn)行合理的有限元分析計(jì)算。
3、在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般需要考慮以下因素:(1)自重;(2)張拉應(yīng)力;(3)風(fēng)荷載,其中風(fēng)是主要荷載,考慮風(fēng)荷載對膜構(gòu)件影響時(shí)需進(jìn)行風(fēng)荷載模型計(jì)算;(4)環(huán)境荷載:除考慮溫度和濕度外還應(yīng)考慮大氣壓力的影響;(5)地震作用,膜材本身強(qiáng)度低,需對相應(yīng)構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)。
4、對于實(shí)際工程中遇到的問題:如果采用鋼支撐系統(tǒng),必須確保鋼支撐能承受大跨度空間所產(chǎn)生的全部荷載;如有風(fēng)荷載,需計(jì)算風(fēng)吹壓力;如果采用鋼膜結(jié)構(gòu)體系,要考慮風(fēng)荷載和張拉應(yīng)力對鋼膜結(jié)構(gòu)力學(xué)性能影響;對于特殊空間形態(tài),需對膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析計(jì)算與實(shí)體模型試驗(yàn)驗(yàn)證。
5、對于大型鋼/膜材建筑設(shè)計(jì)工程,需要在滿足設(shè)計(jì)條件下通過有限元法分析計(jì)算得到膜材和鋼支架系統(tǒng)最大可能工作范圍(抗拉強(qiáng)度極限狀態(tài)范圍、允許工作范圍、風(fēng)載及荷載下的屈曲載荷等)。如無此極限狀態(tài)區(qū)域或荷載不大時(shí)則無需考慮風(fēng)-水-雪荷載條件下的膜材張拉應(yīng)力與風(fēng)荷載共同作用問題;而當(dāng)膜材處于較大應(yīng)力狀態(tài)時(shí)則需考慮膜材局部屈曲現(xiàn)象。