膜结构设计
膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,钢骨架PVC膜结构公司,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状较终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要准确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在较不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料***,如果初始预应力施加过高,钢骨架PVC膜结构生产,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中较关键的一个问题。
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膜结构施工方案
加工准备及下料:按照施工图放样,PVC膜结构,放样和号料时要预留焊接收缩量和加工余量,根据放样作样板。钢材矫正:钢材下料前必须***行矫正,矫正后的偏差值不应超过规范规定的允许偏差值,以保证下料的质量。热加工的型钢先热加工,待冷却后再号孔。钢板预埋件及其他零件切割钻孔及喷防腐漆处理。
测量放线:根据土建标高基准线测预埋件标高中心线,检查预埋件标高偏差、左右偏差。整理结果,确定预埋件分隔的调整处理方案。上沿楼板外沿弹出墨线定出预埋件顶标高线。
预埋件安装处理:***预埋件安装位置,打钻安装。要求预埋件位置准确、埋设牢固。标高偏差不大于9mm,左右位移不大于20mm。
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膜结构特性
雕塑感:张拉膜结构的独特曲面外形使其具有强烈的雕塑感。膜面通过张力达到自平衡。负高斯膜面高低起伏具有的平衡感使体型较大的结构看上去像摆脱了重力的束缚般轻盈地飘浮于天地之间。无论室内还是室外这种雕塑般的质感都令人激动。
张拉膜结构可使建筑师设计出各种张力自平衡、复杂且生动的空间形式。在一天内随着光线的变化,雕塑般的膜结构通过光与影而呈现出不同的形态。日出和日落时,低入射角度的光线将突现屋顶的曲率和浮雕效果,太阳位于远地点时,膜结构的流线型边界在地面上投入弯弯曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性,经过设计的人工灯光也可使膜结构成为光的雕塑。
安全性:按照现有的各国规范和指南设计的的轻型张拉膜结构具有足够的安全性。轻型结构在***等水平荷载作用下能保持很好的稳定性。
由于轻型结构自重较轻,即使发生意外坍塌,其***性也较传统建筑结构小。膜结构发生撕裂时,若结构布置能保证桅杆、梁等刚性支承构件不发生坍塌,其***性会更小。
膜结构的柔性使其在任一荷载作用下均以较有利的形态承载。当然,结构的布置和形状要根据荷载情况来进行设计和调整。设计要确何膜面与其辅助结构协调工作,以避免力在膜面或辅助结构上集中而达结构***的临界值。
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