膜結構定制車棚的膜面荷載作用好壞以及確定方式有哪些
膜結構定制車棚工程建筑雖然不同于傳統(tǒng)工程建筑,但是其整體的工程搭建還是需要一個完整的規(guī)劃性方案設計這樣才能更好的保證工程上的進度性的難題,對于該工程建筑而言,其膜面荷載作用和好壞對于整體工程的質(zhì)量有著重要的影響,話不所說,一起來了解一番!
膜結構的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應力分布的基礎上進行的,檢查結構在各種荷載組合下的強度/剛度是否滿足預定要求的過程.對于膜結構定制車棚工程而言,其分析基本上采用的是非線性有限元法,即將結構離散為單元和結點,單元與單元通過結點相連,外荷載作用在結點上,通過建立結點的平衡方程,獲得求解.對于該工程的變形而言,需考慮位移高階項對應變的影響,即考慮幾何非線性.膜結構的特點決定了膜結構是風敏感結構,抗風設計在膜結構設計中處于主要地位.膜結構輕/柔/飄的顯著特點決定了膜結構抗風計算的內(nèi)容也有自身特點.
1.靜風壓體型系數(shù)的確定
風荷載體型系數(shù)是描述風壓在結構上不均勻特征的重要參數(shù),一般結構的體形系數(shù)可以從荷載規(guī)范查得.但膜結構形狀各異,不能從荷載規(guī)范直接獲得風壓體型系數(shù).所以,較大的膜結構基本都要求進行風洞試驗,以獲得比較正確的膜結構的局部風壓凈壓系數(shù)和平均風載體形系數(shù).由于風洞試驗要滿足一系列的相似準則,如幾何相似/雷諾數(shù)相似等,通常要完全滿足這些相似條件是不可能的,因此風洞模擬實驗結果有時會超過實測值很多.
2.脈動風壓系數(shù)的確定
膜結構在荷載作用下的位移較大,結構位形的變化會對其周圍風場產(chǎn)生影響,所以膜結構的風動力響應過程是流固耦合過程.這種動力過程的風洞試驗必須采用氣動彈性模型,因此實現(xiàn)起來技術難度較大.近年來發(fā)展的“數(shù)值風洞”技術受到越來越多的重視.這種技術簡單的說就是將計算流體力學(CFD)和計算結構力學(CSD)技術結合起來,用計算流體力學來模擬結構周圍的風場,用計算結構力學來模擬膜結構,再借助某些參數(shù)的傳遞來實現(xiàn)兩者之間的耦合作用,不過,該方法還處試驗階段.
3.風振動力分析
風力可分成平均風和脈動風兩部分.平均風的周期較長,其對結構的作用性質(zhì)相當于靜力.脈動風的周期較短,其對結構的作用為動力性質(zhì).當結構的剛度較小,自振頻率較低時,在脈動風荷載的作用下可能產(chǎn)生較大的變形和振動,所以在設計索膜這類小剛度結構時,應進行風振動力計算.索膜結構具有振型頻譜密集/非線性特征和三維效應不可忽略等特點,針對高層和橋梁結構的風振分析方法不能直接應用.索膜結構的響應與荷載呈非線性關系,對于索膜結構定義荷載風振系數(shù)或陣風系數(shù)在理論上也是不正確的.
4.空氣動力失穩(wěn)
膜結構是風敏感結構,存在空氣動力失穩(wěn)的問題.從本質(zhì)上看,結構空氣彈失穩(wěn)是由于結構在振動過程中從與氣流的振型耦合中吸收能量,當吸收能量大于耗散能量時,就會產(chǎn)生能量累積,當這種能量累積達到某一閥值(臨界風速)后,結構就會從一種低能量(穩(wěn)定)的振動形式躍遷到另一種高能量(不穩(wěn)定)的振動形式上去.
3.膜面褶皺問題
結構上的褶皺是指因膜面在一個方向上出現(xiàn)壓應力導致膜材屈服而產(chǎn)生的褶皺現(xiàn)象,而結構松弛是指膜面在兩個方向上都呈現(xiàn)無張力狀態(tài),故松弛的膜面不能承受任何荷載.
對于膜結構定制車棚工程而言,其荷載上的處理涉及到方方面面,根據(jù)現(xiàn)有的狀況作出適當性的調(diào)整,相信大家在看完之后對其工程的建筑有了新的認識,好了,我們的精彩內(nèi)容分享就到這,下期繼續(xù)再會!