有研究以一個規則且相對平坦的骨架支撐膜結構景觀工程為研究背景,對其進行了找形和荷載分析。利用3D3S軟件,對膜表面施加初始預張力,進行找形分析。在找形分析的基礎上,施加荷載并進行應力分析。根據《膜結構技術規范》的相關要求,計算各種荷載組合(包括風荷載和雪荷載)下的膜表面應力和位移;研究了不同參數對骨架膜結構性能的影響,討論了初始預張力、拉伸剛度和膜材料正交性在荷載作用下的荷載-應力曲線和荷載-位移曲線。通過以上研究工作,得出以下結論:
?。?)隨著初始預張力的不斷增加,找形后膜面應力逐漸增加,而膜面位移變化很小。說明在找形分析時,預張力的改變主要影響找形后的膜面應力,對膜面變形影響很小,因此在本工程及其類似相關工程中可忽略預張力對膜面變形的影響。
?。?)預張力一定時,若彈性模量相同而膜材厚度不同,膜結構景觀工程找形后的膜面應力隨張拉剛度的增加逐漸減小;若膜材厚度相同而彈性模量不同,膜面應力隨張拉剛度的增加逐漸增加。因此,進行實際工程設計分析時,需綜合考慮膜材厚度和彈性模量,來選取合適的張拉剛度,避免膜面應力過小出現應力松弛。
無論是彈性模量相同膜材厚度不同還是膜材厚度相同而彈性模量不同,其張拉剛度變化對找形后膜面變形影響均較小,本工程及其類似相關工程中可忽略張拉剛度對膜面變形的影響。
?。?)在找形基礎上,采用非線性有限元方法,根據不同設計方法,進行荷載組合分析,計算和校核各種方法荷載組合下膜面應力、位移。發現膜結構景觀工程在風荷載、雪荷載參與設計時,膜面應力、位移較大。
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