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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟
常用的計(jì)算機(jī)找形方法:
(1)力密度法
索網(wǎng)結(jié)構(gòu)中拉力與索長(zhǎng)度的比值定義為力密度(forcedensity)。力密度法(forcedensitymethod)是由linkwitz及schek提出來(lái)的,原先只是用于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的找形,將膜離散為等代索網(wǎng),后來(lái),該方法被用于膜結(jié)構(gòu)的找形。把等代為索的膜結(jié)構(gòu)看成是由索段通過(guò)結(jié)點(diǎn)相連而成,江城網(wǎng)球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu),通過(guò)確定索段的力密度,網(wǎng)球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)安裝,建立并求解結(jié)點(diǎn)的平衡方程,可得各自由結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
不同的力密度值,對(duì)應(yīng)不同的外形。當(dāng)外形符合要求時(shí),由相應(yīng)的力密度即可求得相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力分布值。力密度法也可以用于求解小曲面,小曲面時(shí)膜內(nèi)應(yīng)力處處相等,肥皂膜就是建議的小曲面的例子。實(shí)際上的小曲面無(wú)法用計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算方法得到,所以工程上常采用確定誤差來(lái)得到可接受的較小曲面。
力密度法的優(yōu)點(diǎn)是只需求解線性方程組,網(wǎng)球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)工程造價(jià),其精度一般能滿足工程要求。用力密度法找形的軟件有德國(guó)easy(easyform)、意大利forten32、新加坡winfabric等。
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膜結(jié)構(gòu)在方案階段需要考慮的問(wèn)題有:
1,預(yù)張力的大小及張拉方式;
2,根據(jù)控制荷載來(lái)確定膜片的大小和索的布置方式;
3,考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水(雪);
4,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),以避免應(yīng)力集中;
5,考慮膜材的運(yùn)輸和吊裝;
6,耐久性與防火考慮。
在張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段所要考慮的要點(diǎn)有:
1,保證膜面有足夠的曲率,以獲得較大的剛度和美學(xué)效果;
2,細(xì)化支承結(jié)構(gòu),以充分表達(dá)透明的空間和輕巧的形狀;
3,簡(jiǎn)化膜與支承結(jié)構(gòu)間的連接節(jié)點(diǎn),降低現(xiàn)場(chǎng)施工量。
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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裁剪分析步驟:
空間膜條展開(kāi)成平面膜片
空間膜條展開(kāi)成平面膜片,即將膜條的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二維數(shù)據(jù),采用幾何方法,網(wǎng)球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)多少錢(qián)一平米,簡(jiǎn)單可行。但如果膜條本身是個(gè)不可展曲面,就得將膜條再剖分成多個(gè)單元,采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑵湔归_(kāi)。此展開(kāi)過(guò)程是近似的,為保證相鄰單元拼接協(xié)調(diào),展開(kāi)時(shí)要使得單元邊長(zhǎng)的變化為。
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