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膜结构规划
作者:admin 发布日期:2019-08-13 16:44 关注次数:

 膜结构对现代开展是最为迅猛的一种新式空间结构,由于膜质料轻结实、耐磨耐腐,结构首要接受张力,使得资料受力功能得到充分发挥,而且还有以下几点有利要素:(1)重量轻,允许跨越大空间和规划成各种外形;(2)施工周期短,维护便利,造价贱价;(3)可满足多方面的运用要求,易与自然环境融为一体,被国际修建界称为二十一世纪的修建。

膜结构的规划可分为三个过程:

(1)找出一个初始平衡形状;

(2)各种荷载组合下的力学剖析以确保安全;

(3)裁剪制造。发达国家从六十年代起开端提出多种核算方法,到目前为止以有限元法为最先进,最广泛被选用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元,该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。从本文能够看到膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜选用这种平面单元的,由于关于刚性壳体来说,这种平板单元能够当作平面应力单元和平板曲折单元的组合,其单元刚阵能够由这两种单元刚阵吞并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的,只能靠薄膜曲面的曲率改动,然后引起膜外表中内力重分布来反抗垂直于曲面的外荷载。如果仍是选用这种只有平面内应力的板单元,则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响,这导致单元不包括z方向节点反力,就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响,使得各单元吞并起来的总的平衡方程经过不断迭代能近似到达平衡,缺点是需求过多的平面内位移来满足平衡的要求,而实际情况是只需求必定的平面外和平面内的位移及曲率改动就能够了。考虑到这些,本文首次选用曲面膜单元,应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率,非线性部分仍然保存z向位移的影响项。这样无论是每个单元仍是各单元吞并后的平衡方程都能很简单满足,迭代次数大为削减,而变形效果也更契合真实情况。而且由于单元内各点应力都不相同,据此判别皱折是否呈现会更为准确。终究求出的每个单元的曲率和扭率关于判别初始找形的正误和好坏以及裁剪下料都能供给许多十分有用的信息。

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