膜結構工程的規劃主要包括體型規劃、初始平衡形狀分析、荷載分析、切割分析等四個問題。通過體型規劃確定平面形狀尺寸、三維形狀和凈空體積,確定各控制點的坐標和結構方法,選擇膜材料和施工方案。下面蘭州膜結構小編和大家一起了解一下哈。
初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜數據本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強度很差,其剛度和穩定性需要通過膜曲面的曲率變化和預應力來提高。對于膜結構工程,在任何時候都沒有應力,因此膜曲面的形狀必須滿足一定邊界條件和預應力條件下的力學平衡,并以此為基準進行荷載分析和切割分析。
目前膜結構工程的找形分析方法主要有動力松弛法、力密度法和有限單元法。膜結構工程考慮的荷載一般為風荷載和雪荷載。在荷載效應下,膜數據變形較大,隨著形狀的變化,荷載分布也在發生變化。因此,應采用幾種非線性方法來準確計算結構的變形和應力。荷載分析的另一個目的是確定電纜和膜中的初始預張力。在外部荷載效應下,增加一個方向應力,減少另一個方向應力,要求在很壞的荷載效應下滿足初始張力應力,即不出現褶皺。由于膜數據對比溫和,自振頻率很低,在風荷載效應下容易產生風振,導致膜數據損壞。如果初始預應力施加過高,膜材料涂層增加,容易老化,強度儲存較少,對受力構件的強度要求也很高,很難增加施工裝置。
因此,初始預應力的判斷應通過荷載核算來確定。通過找形分析形成的觸摸結構一般為三維不展示空間曲面。如何通過二維數據的切割和張力形成所需的三維空間曲面是所有膜結構工程中非常關鍵的問題,這是切割分析的主要內容。