




膜结构工程实例
1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了膜结构建筑,在建筑行业引起了不小的轰动。1996年亚特兰大奥运会的“佐治亚穹顶”,拟椭圆形的尺寸达240m*193m。用于特定结构的膜结构膜材性能可以通过双轴试验来确定,并应用于预应力设计中。为了庆祝新千年的到来,英国在伦敦建成了直径达320m的“千气穹顶”。整个展览大厅总面积为8万平方米。覆盖其上的是72块聚(PVC)涂层的玻璃纤维织物板,千年穹顶以其独特的膜结构,显示了当今建筑技术与材料科学的发展水平。
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膜结构设计步骤
常用的计算机找形方法:
(2)动力松弛法
动力松弛法(DynamicRelaxationMethod)是一种专门求解非线性系统平衡状态的数值方法,他可以从任意假定的不平衡状态开始迭代得到平衡状态,早将这种方法用于索网结构的是Day和Bunce,而Barnes则成功地应用于膜结构的找形。 力密度法只是从空间上将膜离散化,而动力松弛法从空间和时间两方面将膜结构体系离散化。膜材本身不能受压也不能抗弯,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点,并假定其质量集中于结点上。时间上的离散化,是针对结点的振动过程而言的。初始
状态的结点在激振力作用下开始振动,这时跟踪体系的动能;当体系的动能达到极值时,将结点速度设置为零,跟踪过程重新开始,直到不平衡力为,达到新的平衡为止。
动力松弛法大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵,节约了刚度矩阵的形成和分解时间,并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件,该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。膜结构工程实例目前国内膜结构发展振奋人心,随着一些大型体育馆、候机大厅等建设以及2010年上海世博会和广州亚运会等国际盛会的举办,为中国膜结构的发展带来了机遇和挑战。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。
膜结构设计裁剪分析步骤:
(2)空间膜条展开成平面膜片
空间膜条展开成平面膜片,即将膜条的三维数据转化成相应的二维数据,采用几何方法,简单可行。但如果膜条本身是个不可展曲面,就得将膜条再剖分成多个单元,采用适当的方法将其展开。由于轻型结构自重较轻,即使发生意外坍塌,其***性也较传统建筑结构小。此展开过程是近似的,为保证相邻单元拼接协调,展开时要使得单元边长的变化为。