膜結(jié)構(gòu)特性

3、柔性：張拉膜結(jié)構(gòu)不是剛性的，其在風(fēng)荷載或雪荷載的作用下會產(chǎn)生變形。膜結(jié)構(gòu)通過變形來適應(yīng)外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小，直至能更有效抵抗該荷載。

張拉結(jié)構(gòu)的靈活性使其可以產(chǎn)生很大的位移而不發(fā)生持久性變形。膜材的彈性性能和預(yù)應(yīng)力水平?jīng)Q定了膜結(jié)構(gòu)的變形和反應(yīng)。適應(yīng)自然的柔性特點可以激發(fā)人們的建筑設(shè)計靈感。

不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性極佳，不會因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實現(xiàn)可移動、可展開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和前提。

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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟

（1）靜風(fēng)壓體型系數(shù)的確定

風(fēng)荷載體型系數(shù)是描述風(fēng)壓在結(jié)構(gòu)上不均勻特征的重要參數(shù)，一般結(jié)構(gòu)的體形系數(shù)可以從荷載規(guī)范查得。但膜結(jié)構(gòu)形狀各異，不能從荷載規(guī)范直接獲得風(fēng)壓體型系數(shù)。所以，較大的膜結(jié)構(gòu)基本都要求進行風(fēng)洞試驗，以獲得比較正確的膜結(jié)構(gòu)的局部風(fēng)壓凈壓系數(shù)和平均風(fēng)載體形系數(shù)。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層，使持久性的PTFE膜正式誕生。由于風(fēng)洞試驗要滿足一系列的相似準(zhǔn)則，如幾何相似、雷諾數(shù)相似等，通常要完全滿足這些相似條件是不可能的，因此風(fēng)洞模擬實驗結(jié)果有時會超過實測值很多。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計：應(yīng)變補償

膜結(jié)構(gòu)是在預(yù)張力作用下工作的，而膜材的裁剪下料是在無應(yīng)力狀態(tài)下進行的，因而在確定裁剪式樣時，有一個對膜材釋放預(yù)應(yīng)力、進行應(yīng)變補償?shù)膯栴}。影響膜材應(yīng)變補償率的因素可歸納為以下幾個方面：

（1）膜面的預(yù)應(yīng)力值及膜材的彈性模量和泊松比，這是影響應(yīng)變補償率的直接因素。

（2）主應(yīng)力方向與膜材經(jīng)、緯向纖維間的夾角，這一問題變的重要是因為膜材是正交異性材料。

（3）熱合縫及補強層，熱合縫及補強層的性能不同于單層膜，其應(yīng)變補償應(yīng)區(qū)別對待。

（4）環(huán)境溫度及材料的熱應(yīng)變性能，尤其是雙層膜結(jié)構(gòu)環(huán)境溫度相差較大時，要特別注意。

在荷載分析中，在每一荷載增量步中對所有的單元進行逐一判別，如發(fā)現(xiàn)褶皺單元，可按以下方法處理：

（1）修元剛度：減小褶皺單元對結(jié)構(gòu)總體剛度的貢獻，即修改褶皺單元的剛度矩陣，從而減小自身的實際荷載分擔(dān)，結(jié)果是增加了相臨單元的負擔(dān)。

（2）修改結(jié)構(gòu)剛度：回到找形階段，對曲面進行修正，即通過修改局部區(qū)域的邊界條件或調(diào)整預(yù)應(yīng)力的方法來修正結(jié)構(gòu)的剛度。