張拉膜是怎樣計(jì)算與設(shè)計(jì)的？
隨著張拉膜建筑在生活中越來越多，有不少的客戶會(huì)對(duì)張拉膜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全性有所質(zhì)疑：那么簡(jiǎn)單的架構(gòu)支撐，能經(jīng)得起大風(fēng)大雪的荷載嗎？答案是肯定的，其實(shí)張拉膜建筑在設(shè)計(jì)過程中，都經(jīng)過非常精密的計(jì)算，其中就包括架構(gòu)的荷載分析，所以張拉膜結(jié)構(gòu)是安全的。那么張拉膜到底是如何計(jì)算也設(shè)計(jì)的呢？下面就帶大家了解一番。一、規(guī)定
（1）張拉膜中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求及其它有關(guān)規(guī)定。
（2）張拉膜應(yīng)進(jìn)行在外荷載作用下的內(nèi)力和位移計(jì)算，并應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等作用下的內(nèi)力、位移進(jìn)行計(jì)算。
（3）張拉膜計(jì)算應(yīng)根據(jù)其大變形的特點(diǎn)考慮幾何非線性的影響，對(duì)于材料性質(zhì)可按照線性考慮。
（4）張拉膜中的索、膜只能承受拉力，不能承受壓力和彎矩。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在正常使用情況下索膜松弛情況的發(fā)生。
（5）設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證在荷載作用下膜材料的應(yīng)力應(yīng)不大于材料的容許應(yīng)力。
二、荷載及荷載效應(yīng)組合
（I）張拉膜中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分的荷載及荷載效應(yīng)組合應(yīng)按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。
（2）作用于張拉膜上的荷載應(yīng)考慮恒荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載及初始預(yù)張力等。荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行取值。
（3）張拉膜設(shè)計(jì)中風(fēng)荷載的體形系數(shù)應(yīng)該進(jìn)行專門研究或通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來確定。
（4）膜材的內(nèi)力、應(yīng)力計(jì)算應(yīng)考慮荷載的短期和長期效應(yīng)組合，按幾種方式進(jìn)行組合。
三、設(shè)計(jì)步驟
（I）張拉膜的受力狀態(tài)可分成預(yù)應(yīng)力零態(tài)、預(yù)應(yīng)力成形態(tài)和受荷狀態(tài)，其全過程分析包括形狀分析、荷載分析、裁剪分析及施工過程設(shè)計(jì)等。
（2）形狀分析應(yīng)確定滿足一定初始應(yīng)力分布的張拉膜在自平衡態(tài)的幾何形狀，形狀分析是進(jìn)行荷載分析和裁剪分析的基礎(chǔ)。
（3）荷載分析要確定滿足靜力平衡條件的張拉膜在荷載作用下的內(nèi)力和位移。
（4）裁剪分析就是將空間不可展曲面根據(jù)幾何拓?fù)鋵W(xué)理論進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠史?，將剖分的膜片展開為平面，并根據(jù)補(bǔ)償法原理確定膜材料的裁剪樣式。
（5）施工過程設(shè)計(jì)階段應(yīng)選擇確定合理的施工步驟和施工工藝，確保施工過程的安全可靠，包括確定引入初始預(yù)張力的步驟、安排施工的先后順序等。
（6）張拉膜的形狀分析、荷載分析、裁剪分析和施工過程設(shè)計(jì)是相互影響、相互制約的，需要反復(fù)調(diào)整，才能最終得到一個(gè)滿足建筑、結(jié)構(gòu)要求的曲面形狀和合適的裁剪方式，按照正確的施工順序，將張拉膜張拉成形。
四、分析計(jì)算方法
（1）在張拉膜形狀分析、荷載分析階段，常用的分析計(jì)算方法有：力密度法、動(dòng)力松馳法和非線性有限元法。
（2）張拉膜的裁剪分析方法通常有剛性展平和彈性展平兩種。相鄰裁剪塊的邊界長度應(yīng)相等。張拉膜在裁剪分析中必須考慮張拉預(yù)應(yīng)力的影響，根據(jù)膜材的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系對(duì)裁剪膜片的尺寸進(jìn)行補(bǔ)償。
（3）張拉膜在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需對(duì)膜材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行線性化處理，假定膜材為線彈性材料。在處理計(jì)算結(jié)果時(shí)要考慮膜材的材料非線性及正交各向異性。
看了上述的總結(jié)，是不是對(duì)張拉膜的計(jì)算與設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)呢？我們坤匠膜結(jié)構(gòu)專業(yè)承接膜結(jié)構(gòu)工程，擁有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立的膜結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)加工廠，從設(shè)計(jì)到安裝一體化服務(wù)，成功案例遍及全國各地，價(jià)格優(yōu)惠，歡迎致電咨詢: 18621962988 。
2022-12-19
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