沈陽張拉膜結構建筑遭破壞的重要原因

2022-11-14 14:39


由于自由邊界(軟邊界)造型面是依賴張拉角點施加預應力成型的,軟邊界上的受力是軸向拉力的合力與膜面內的垂直于邊界的拉力的平衡,嚴格按照軟邊界的空間位置替換成硬邊界后,理論上膜面幾何形狀和受力狀態不改變。但沈陽膜結構是依賴造型曲面變形——從一種平衡狀態轉換到另一種平衡狀態——來抵抗外部荷載的,膜結構的平衡轉換由外部作用——膜面受力變形——軟邊界受力變形——傳力至張拉角點——完成受力變形到另一個平衡狀態,其中軟邊界的變形幫助膜面消解外部荷載,保護了膜體安全;硬邊界(剛性邊界)時由于邊界的相對剛性,膜結構的平衡轉換變成由外部作用——膜面受力變形——傳力至硬邊界——完成受力變形到另一個平衡狀態,少了邊界本身的受力變形,幾乎全部的荷載引起的變形都由膜體承擔,加大了膜面變形過程中集中應力出現的概率,這也是沈陽張拉膜結構建筑遭破壞的一個重要原因。


沈陽張拉膜結構建筑遭破壞的重要原因


在設計硬邊界曲面造型的膜結構時,應當參照相近造型的軟邊曲面造型,在軟邊造型合理的情況下,再按照膜面受力方向調整替換軟邊界為硬邊界。

其特點是:

(1)膜片的預應力施加是在膜片的周邊邊緣,對于剛性硬邊界來說理論上是線荷載。

(2)其單元組合容易與支撐結構結合,由于膜結構硬邊界的剛度相對較大,故抵抗惡劣天氣能力較強,多應用于大型膜結構工程。

(3)膜造型受邊界控制明顯,可以近似地認為確定的邊界對應確定的膜片形狀。

(4)由于剛性邊界需要更多的支撐體系,構件數量和尺寸均會相應增加;若支撐結構所占比例過大時,會失去膜結構建筑輕盈飄逸的視覺感受

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