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膜結構工程之膜結構褶皺的危害及消除

發布日期:2013-3-21  信息來源:新天空間
膜結構工程之膜結構褶皺的危害及消除  
  膜結構的褶皺是指膜材在單向拉應力狀態下出現的平面外(曲面外)變形??煞譃閮煞N:一種是因膜面在一個方向上張力消失導致膜材松弛而產生,稱為結構褶皺;另一種是因膜材生產過程缺陷、熱合不當或包裝折疊不當而產生,稱為材料褶皺。結構褶皺是臨時的,會隨膜面重新受拉而消失;而材料褶皺是***的。通常所說的褶皺是指前者,即結構褶皺。褶皺對膜結構的影響以結構性能的影響也是不可忽視的,而不僅是體現在視覺效果上。褶皺的出現將導致膜面預張力的重分布,從而使得膜面某些區域的應力低于設計值,而另一些區域的應力高于設計值。當膜面應力高于設計值時,將導致膜材產生較大的應變和徐變,甚至發生膜材局部撕裂。另外褶皺還會影響結構的美觀和排水性能。因此,在膜結構施工時應盡量避免膜材在正常使用狀(長期荷載組合)下出現褶皺。   
  在荷載態分析中,可以通過對單元主應力的計算來判別褶皺單元。設單元主應力為a1和a2,且a1> a2,則:
 ?、?a1>0, a2>0,單元正常工作;
 ?、?a1<0, a2<0,單元退出工作;
 ?、?a1>0, a2<0,單元單向受控。
  在第三種情況時將出現褶皺,由于褶皺的出現,膜面內應力將出現重分布,計算時可采用修改褶皺單元剛度矩陣的方法來減小或忽略單元對整體剛度矩陣的貢獻。如果結構在荷載作用下產生較多褶皺,說明結構的剛度不足,在特定荷載組合下,局部區域的膜材不在處于全張拉狀態,或者說,找形得到的曲面存在“病態”。此時應回到找形階段,對曲面進行修正,即通過修改局部區域的邊界條件或調整預張力的方法來修正結構的剛度。
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