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停车棚膜结构计算中的几个问题

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停车棚膜结构计算中的几个问题

发布日期:2021-04-21 作者: 点击:


停车棚膜结构

1.几何非线性问题

 

  停车棚膜结构的找形虽然有不同的理论和方法,但对荷载状态的分析大多采用非线性有限元方法,即将结构离散化为单元和节点,并通过单元连接。 节点,并且外部负载作用在节点上。 在这一点上,通过建立节点的平衡方程来迭代地解决该问题。

 

  由于求解膜结构问题具有应变小,变形大的特点,在推导有限元方程时必须考虑高阶位移项对应变的影响,即考虑几何刚度的影响。

 

  2.湖州车棚膜结构告诉你 材料的非线性和各向异性

 

  由于以下原因,织物膜固有地是非线性的:经线和纬线纤维本身的特性是非线性的。 纤维之间的约束与经纱和纬纱的应力比有关。 涂层的性能是非线性的,并受时间影响; 由于编织,经线和纬线纤维在初始状态下松弛,并且涂层对被拉伸和拉直的纤维具有抑制作用。 因此,当应力较大时(如图3所示),膜材料的应力-应变曲线呈现出很强的非线性,同时还具有很强的正交各向异性性能。 某些膜材料的经纱和纬纱变形能力相差最多5倍。 关于。

 

  由于设计中使用的预应力和工作应力远远小于膜材料的抗张强度(通常预应力不超过抗张强度的5%,工作应力不超过抗张强度的20%), 在设计应力范围内,可以近似地认为膜材料在线性弹性范围内起作用。 相应的弹性常数在纵向和纬度方向上用于计算。

 

  3.蠕变问题

 

  蠕变是指在高应力作用下结构随时间的塑性变形。 松弛是指当部件的两端固定时应力由于蠕变变形而随时间逐渐减小的过程。 蠕变和松弛是相互联系的,它揭示了材料粘弹性力学性能随时间的变化规律。 蠕变的特征是:(1)初期发展较快;  (2)预应力越大,松弛损失越大;  (3)应力损失与构件材料有关;  (4)与温度有关。

 

  国外的一些测量数据表明,由于蠕变引起的电缆结构的预应力损失可以达到约10%-25%。 由膜表面蠕变引起的预张力损失随膜的类型和品牌而变化。 为了消除蠕变引起的预应力损失,在施工过程中,电缆和膜可适当地过张; 或者经过一段时间(通常大约半年到一年),该结构可以实施两次。 拉张 对于使用PVC膜材料的项目,特别需要二次张紧。

 

  松弛不仅与材料的蠕变效应有关,而且与诸如连接锚点的滑移,支撑件的运动,温度应力和反向载荷等因素有关。 通过载荷效应分析,可以调整电缆和膜表面的形状和初始预紧力,避免由于松弛而使电缆或膜表面部分缩回,从而确保结构的整体刚度。

 

  4.湖州膜结构停车棚告诉你 具有支撑结构的协同计算问题

 

  膜结构停车棚通常由下部钢结构支撑在地面锚上或直接与地面锚相连。 在设计中,不仅要考虑膜本身的应力和变形,还要考虑下部钢结构和地锚的工作性能。 换句话说,膜结构的设计应与钢结构和基础的设计同时进行。 通常在设计膜结构时,膜结构和下部支撑结构是分开计算的,即首先将支撑点作为固定铰链支撑来分析膜结构的内力,然后计算反作用力值 通过将膜结构应用于钢结构或基于子结构的计算。 对于刚性支撑系统的膜结构而言,在膜表面张力的作用下,支撑构件的刚性边界或变形会导致膜表面张力的损失。 当支撑点可能产生大位移时,还必须考虑其对膜结构内力分布的影响。 这需要对膜和下部支撑系统进行整体计算。 应当注意的是,下部支撑结构不是尽可能刚性的。 相反,在某些情况下,下部支撑结构的位移可以促进应力在膜中的重新分布,使应力更均匀,并减少可能的应力集中或褶皱。 现象。

 

  膜材料的自重相对较轻,地震对膜结构的影响较小,因此通常不考虑电缆和膜组件的地震作用。 当下部支撑结构可能在地震作用下产生大变形时,在膜结构的设计中必须考虑该因素的影响。 膜与下部支撑系统的协同计算有利于膜结构的抗震分析。

 

  5.皱纹的处理

 

  皱纹是指膜材料在单向拉伸应力状态下的面外变形。 膜表面上的皱纹可分为两种:一种是由于膜材料沿一个方向上的张力损失而导致的膜材料松弛引起的,这称为结构性皱纹;另一种是结构性皱纹。 另一种是由于膜材料生产过程中的缺陷,热封或包装不当,这是由不适当的折叠引起的,这称为材料起皱。 结构性皱纹是暂时的,当再次拉扯膜表面时会消失,而材料性皱纹则是永久的。 一般来说,褶皱是指前者,即结构性褶皱。

 

  褶皱对膜结构停车棚的影响不仅体现在视觉效果上,而且对结构性能的影响也不能忽略。 皱纹的出现将引起膜表面预应力的重新分布,因此膜表面某些区域的应力低于设计值,而其他区域的应力高于设计值。 当膜表面应力低于设计值时,将导致结构的局部刚度降低,并且容易产生微风振动; 当膜表面应力高于设计值时,将导致膜材料产生更大的应变和蠕变,甚至局部产生膜撕裂。 此外,皱纹还会影响结构的美观性和排水性能。 因此,在正常使用条件下(长期负荷组合),我们应尽力避免膜出现皱纹。

 

  在载荷状态分析中,可以通过计算元件的主应力来判断折叠元件。 假设单元的主应力为σ1和σ2,且σ1>σ2则:

 

  1)σ1> 0,σ2> 0,单位正常工作;

 

  2)σ1<0,σ2<0,机组退出工作;

 

  3)σ1> 0,σ2 <0,单元处于单向张力下。


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