雖然目前膜結(jié)構(gòu)的建筑造型有其自身的優(yōu)勢(shì),但實(shí)際上,每種膜材料的找型方法是不同的。具體方法是什么?讓我們看看下一步
索膜結(jié)構(gòu)找形分析的基本方法
索膜結(jié)構(gòu)的全過(guò)程分析包括找形分析、荷載分析和剪切分析。其中,找形分析是全過(guò)程分析的初始階段,也是載荷分析和切削分析的基礎(chǔ)。
膜結(jié)構(gòu)工程最早的找形分析方法是物理模型法,包括soap模型法和絲網(wǎng)模型法。然而
采用物理模型法確定初始曲面在設(shè)計(jì)和測(cè)量中非常不便,測(cè)量精度難以保證。20世紀(jì)70年代以來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)外學(xué)者提出并發(fā)展了基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的張力結(jié)構(gòu)找形分析,逐漸取代了傳統(tǒng)的模型測(cè)量方法。目前提出的膜結(jié)構(gòu)找形分析方法基本上是基于力密度法、動(dòng)力松弛法和非線性有限元法。
根據(jù)膜結(jié)構(gòu)形式的不同,膜結(jié)構(gòu)可分為膜結(jié)構(gòu)和充氣索結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)形式的膜結(jié)構(gòu)的找形方法也不同。
充氣膜結(jié)構(gòu)的找形設(shè)計(jì)方法
充氣膜結(jié)構(gòu)的找形分析過(guò)程是尋找壓差、預(yù)應(yīng)力和形狀之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的過(guò)程,也是尋求結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力自平衡狀態(tài)的過(guò)程。它的本質(zhì)是一個(gè)靜態(tài)平衡態(tài)的求解過(guò)程?1.在找形過(guò)程中,需要確定的基本參數(shù)包括:
結(jié)構(gòu)表面拓?fù)潢P(guān)系、幾何邊界條件、表面幾何形狀、膜表面內(nèi)外氣壓差、膜應(yīng)力大小和分布。在一定氣壓的作用下,求解滿足平衡條件的膜表面幾何形狀和相應(yīng)的應(yīng)力
力分布是充氣膜結(jié)構(gòu)找形分析中需要解決的基本問(wèn)題。
張拉膜結(jié)構(gòu)的找形設(shè)計(jì)方法
張拉膜結(jié)構(gòu)是將一定的預(yù)應(yīng)力預(yù)先施加到索膜上,形成一定幾何形狀的空間曲面,以承受張力作用下的荷載的一種結(jié)構(gòu)形式。找形設(shè)計(jì)最常用的方法是力密度法、非線性有限元法以及二者的結(jié)合。目前,對(duì)膜表面三角形單元和四邊形單元的張力分析已經(jīng)進(jìn)行了研究。綜合分析的思想,即先用力密度法確定形狀,然后用其近似解作為非線性分析的初值,也有很多應(yīng)用。