膜结构定制车棚的膜面荷载作用好坏以及确定方式有哪些
膜结构定制车棚工程建筑虽然不同于传统工程建筑,但是其整体的工程搭建还是需要一个完整的规划性方案设计这样才能更好的保证工程上的进度性的难题,对于该工程建筑而言,其膜面荷载作用和好坏对于整体工程的质量有着重要的影响,话不所说,一起来了解一番!
膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的,检查结构在各种荷载组合下的强度/刚度是否满足预定要求的过程.对于膜结构定制车棚工程而言,其分析基本上采用的是非线性有限元法,即将结构离散为单元和结点,单元与单元通过结点相连,外荷载作用在结点上,通过建立结点的平衡方程,获得求解.对于该工程的变形而言,需考虑位移高阶项对应变的影响,即考虑几何非线性.膜结构的特点决定了膜结构是风敏感结构,抗风设计在膜结构设计中处于主要地位.膜结构轻/柔/飘的显著特点决定了膜结构抗风计算的内容也有自身特点.
1.静风压体型系数的确定
风荷载体型系数是描述风压在结构上不均匀特征的重要参数,一般结构的体形系数可以从荷载规范查得.但膜结构形状各异,不能从荷载规范直接获得风压体型系数.所以,较大的膜结构基本都要求进行风洞试验,以获得比较正确的膜结构的局部风压净压系数和平均风载体形系数.由于风洞试验要满足一系列的相似准则,如几何相似/雷诺数相似等,通常要完全满足这些相似条件是不可能的,因此风洞模拟实验结果有时会超过实测值很多.
2.脉动风压系数的确定
膜结构在荷载作用下的位移较大,结构位形的变化会对其周围风场产生影响,所以膜结构的风动力响应过程是流固耦合过程.这种动力过程的风洞试验必须采用气动弹性模型,因此实现起来技术难度较大.近年来发展的“数值风洞”技术受到越来越多的重视.这种技术简单的说就是将计算流体力学(CFD)和计算结构力学(CSD)技术结合起来,用计算流体力学来模拟结构周围的风场,用计算结构力学来模拟膜结构,再借助某些参数的传递来实现两者之间的耦合作用,不过,该方法还处试验阶段.
3.风振动力分析
风力可分成平均风和脉动风两部分.平均风的周期较长,其对结构的作用性质相当于静力.脉动风的周期较短,其对结构的作用为动力性质.当结构的刚度较小,自振频率较低时,在脉动风荷载的作用下可能产生较大的变形和振动,所以在设计索膜这类小刚度结构时,应进行风振动力计算.索膜结构具有振型频谱密集/非线性特征和三维效应不可忽略等特点,针对高层和桥梁结构的风振分析方法不能直接应用.索膜结构的响应与荷载呈非线性关系,对于索膜结构定义荷载风振系数或阵风系数在理论上也是不正确的.
4.空气动力失稳
膜结构是风敏感结构,存在空气动力失稳的问题.从本质上看,结构空气弹失稳是由于结构在振动过程中从与气流的振型耦合中吸收能量,当吸收能量大于耗散能量时,就会产生能量累积,当这种能量累积达到某一阀值(临界风速)后,结构就会从一种低能量(稳定)的振动形式跃迁到另一种高能量(不稳定)的振动形式上去.
3.膜面褶皱问题
结构上的褶皱是指因膜面在一个方向上出现压应力导致膜材屈服而产生的褶皱现象,而结构松弛是指膜面在两个方向上都呈现无张力状态,故松弛的膜面不能承受任何荷载.
对于膜结构定制车棚工程而言,其荷载上的处理涉及到方方面面,根据现有的状况作出适当性的调整,相信大家在看完之后对其工程的建筑有了新的认识,好了,我们的精彩内容分享就到这,下期继续再会!