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ETFE膜结构的找形设计

发布时间:2019-10-02 08:06来源:太格空间膜官网人气:


所谓找形设计,就是通过施加一定的预张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)水平,得到一定平衡曲面的过程。与PTFE膜材、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)膜材一样,使用ETFE膜材的时候,其找形分析(Analyse)同样需要建筑师、业主、结构工程师紧密配合,才能创造出具有个性特征的作品,即膜的稳定(解释:稳固安定;没有变动)平衡形态(pattern)不但满足建筑意向(解释:心之所向、意图),又符合膜材自身受力特征。
膜结构的找形设计方法目前主要是计算机模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)技术,有力密度(单位:g/cm3或kg/m3)法、动力松弛(limp)法、小模量几何非线性方法等。膜结构停车棚膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,本身不发黏,落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。从气候条件看,膜结构建筑适用的地域广阔。但无论采用何种方法,都要保证最终得到的曲面形状能够承受施加的载荷,同时满足建筑的要求。由于膜结构的形状与其应力分布有直接关系,因此常常要在建筑需求和结构可行性之间进行权衡(称量物体轻重的器具)。
从理论设计角度(angle),在建筑边界内等张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)曲面设计是最合理的,这样形成的曲面与皂膜曲面相类似,是最小曲面,形成等张力或近似等张力状态的曲面在工程上也是合理的。膜结构一种建筑与结构结合的结构体系,是采用高强度柔性薄膜材料与辅助结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力,并形成应力控制下的某种空间形状,作为覆盖结构或建筑物主体,并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。
ETFE气枕的初始预张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)一般取0.4KN/M~1KN/M,不应超过1KN/M,避免初始预张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)过大。膜结构价格结合整体环境,建造出标志性的形象工程,并且实用性强、应用领域广泛。既可应用了大型公共设施,如体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、停车场、站台设施等。又可应用于休闲设施、工业设施、入口廊道以及标志性或景观性的建筑、小品等。膜结构停车棚膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,本身不发黏,落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。从气候条件看,膜结构建筑适用的地域广阔。内压一般取200Pa~300Pa,跨距3m以内的气枕取低值,3m以上取高值。
有时在某些情况下,业主或建筑师要求得到一个较为平缓的曲面,在这种情况下为了得到这种形状以抵御外载荷,往往需要加大初始预张力(解释:物体受到拉力作用时的相互牵引力)。预张力是曲面刚度的主要来源。在变形过程中载荷所做的功与曲面内的应变能改变量(Variable)相平衡,它既包括承受载荷方向的应变增加,也包括与其正交方向的应变减小。不过,预张力一般不会影响结构件或基础的最大内力值,因为在外载荷作用时大部分预张力都会被抵消。但设计师需要意识到,曲率对曲面刚度的影响更大,如果仅通过加大预张力水平来提高结构刚度可能(maybe)会由于预张力水平过高而给安装阶段中的张拉过程带来不利影响,尤其在膜材的裁剪补偿较高的时候。如果张拉过程中达不到找形设计时的所需要的预张力水平,膜面刚度将降低(reduce),这将导致将来使用时存在隐患。
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