张拉式膜结构简析

对张拉式膜结构的结构设计做了概要的叙述,对找形分析、荷载分析以及剪裁分析做了介绍,并对膜结构发展方向做了展望。     

弹性支承柱对整体张拉膜结构的影响

索膜结构分析中将膜边界视为固接,未考虑支承结构与膜结构之间的相互作用以及支承结构在该节点的位移,使找形结果与实际情况产生一定差异,即缺少整体张拉模型的分析.考虑弹性支承结构对膜结构的应力以及自振频率的影响,采用ANSYS模拟分析弹性支承柱与膜结构相互作用过程.结果表明,膜结构在支座提升(施加预应力)阶段基本符合"膜面预应力处处相等"的原则,由"边缘效应"产生的膜面应力不均匀分布也可以通过支承柱的设置来给予适当的调整.     

非线性鞍型张拉膜结构气弹模型相似参数分析

以两种具有不同对角高差的鞍型张拉膜结构为研究对象,利用膜结构刚性模型测压试验数据以及非线性风振响应计算方法,通过分析初始找形状态及静力平衡状态下的自振频率、风荷载作用下向上及向下最大位移平均值、均方根值的计算差别,考察了相似参数的简化依据.结果表明:对于没有对角高差的张拉膜结构,弗劳德数相似比不宜超过λ2V/λL=10/4;而对于具有对角高差的张拉膜结构,弗劳德数相似比不宜超过λ2V/λL=20/4;质量系数可以控制在0.8~1.2范围内;弹性模量系数可以控制在0.5~1.5范围内.     

膜结构的自振分析

本文主要从有限元的基本原理入手,采用Block Lanczos方法对一个典型的膜结构进行振型分析,并对膜预应力、边索预应力、矢跨比、膜的张拉刚度、以及边索张拉刚度对膜结构自振频率的影响展开讨论,得出了各因素对膜结构抗风性能的影响变化规律。     

张拉膜结构设计感想

张拉膜在城市的很多建筑设计和城市小品中频繁应用,在一些设计中对其有些认识。一、从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式海口海洋世界入口膜结构     

ETFE膜材泊松比对膜结构变形的影响分析

研究了ETFE膜材波松比对经纬向张力比处于1-0.5之间的三种膜结构变形的影响。首先根据正交异性弹性薄膜理论推导出ETFE膜材泊松比计算公式,利用自制双向张拉设备对ETFE膜材泊松比进行了测试。通过数值模拟对比分析了泊松比与弹性常数对经纬向张力比处于1-0.5之间膜结构充气变形的影响。分析表明经纬向张力比为1膜结构波松比的变化对结构变形影响较小,而弹性模量变化对结构变形影响明显。对于经纬向张力比处于1-0.5之间的充气管与飞艇外形的膜结构波松比变化对变形的影响大于弹性模量。针对张力比不同膜结构的泊松比合理取值给出建议。提出的膜材泊松比取值方法对膜结构工程设计有参考价值。     

张拉膜结构力密度法找形分析及若干问题

力密度法是张拉膜结构找形分析中最常用的方法之一．文中论述了力密度法中T单元的应用,并探讨了网格离散方向及硬边T单元初应力取值对支撑构件的影响,完善了力密度法．     

张拉膜结构风振响应的数值风洞模拟

膜结构作为一种风敏感结构,其风致振动需考虑流固耦合效应.建立膜结构风振响应的数值模拟平台,该平台调用已有的结构计算模块ANSYS以及流场求解模块CFX,并开发了大位移边界下的动态网格更新以及流固耦合边界的自匹配功能,从而实现了膜结构风振响应的数值模拟计算.利用该平台对工程应用较为广泛的典型张拉膜结构进行了初步风致振动响应研究.数值模拟结果显示:张拉膜结构的风振是由结构多个模态的耦合叠加所组成,其风振响应体现了结构较强的几何非线性特征;来流的风速大小、风向角以及张拉膜的预张力、矢跨比等因素都会对结构的风振响应产生一定的影响.     

张拉结构风致振动理论和试验研究

为了研究张拉结构风致振动机理和规律,采用风洞试验、流固耦合数值模拟方法(FSI)和频域方法对单片张拉膜结构、张拉膜结构屋盖和单层平面索网的风致振动响应进行了分析.利用风洞试验,研究了来流湍流度、风速、风向角、膜面张力等不同工况对结构测点位移和根方差的影响.采用数值模拟和频域方法,分析了典型风洞试验工况,并与试验结果进行对比,以验证理论分析方法的可靠性.结果表明:在紊流风作用下,单片索膜做随机受迫振动,振动以背景响应为主,FSI数值模拟、频域法与试验结果较为接近;膜结构屋盖在特征湍流作用下发生颤振,数值方法尚未模拟出这一现象;玻璃面板刚度可以有效降低单层索网风致振动响应.     

张拉膜结构裁剪时收缩补偿值的若干探讨

裁剪分析是张拉膜结构分析的重要环节，收缩补偿值是裁剪分析的一个极其重要的参数，涉及到结构的安全与经济。本文探讨初应力、荷载和徐变等因素对收缩补偿值的影响，给出收缩补偿值取值的建议，并分析收缩补偿值对结构内力的影响。     

昆明地区大跨屋顶结构研究

本文通过对昆明地区某一大跨屋顶实例的研究,设计了空间网架屋顶和张拉索膜屋顶两种结构形式,并根据其各自的特点,在造型、采光节能、经济性等方面进行对比分析,得出后者优于前者的结论。     

Analysis of tensioned membrane structures considering cable sliding

In routine design of tensioned membrane structures, the membrane is generally modeled using space membrane elements and the cables by space cable elements, with no sliding allowed between the membrane and the cables. On the other hand, large deflections are expected and sliding between the membrane and the cables is inevitable. In the present paper, the general finite element code ABAQUS was employed to investigate the influence of cable sliding on membrane surface on the structural behavior. Three analysis models were devised to fulfill this purpose: (1) The membrane element shares nodes with the cable element; (2) The cable can slide on the membrane surface freely (without friction) and (3) The cable can slide on the membrane surface, but with friction between the cable and the membrane. The sliding problem is modeled using a surface - based contact algorithm. The results from three analysis models are compared, showing that cable sliding has only little influence on the structure shape and on the stress distributions in the membrane. The main influence of cable sliding may be its effect on the dynamic behavior of tensioned membrane structures.     

单向布置并张拉预应力筋双向板的设计方法

针对双向板难以实现双向布置并张拉预应力筋的问题,提出在双向板中单向布置并张拉预应力筋的设计思想.给出此类双向板的承载力及预应力效应计算、裂缝及变形验算等设计要点,并对单向布筋的四边简支双向板进行分析,探讨了预应力筋布置形式对其极限荷载、主次弯矩分布、裂缝及变形的影响.结果表明,预应力筋总量相同时,中间板带布筋越多,对结构越有利.     

方形张拉膜自由振动的几何非线性影响

根据达朗伯原理建立了方形膜结构的离散非线性振动方程组，推导了结构在一阶振型初始位移下的等效一阶频率的计算公式，例证了该计算方法的适用性．讨论了膜的预张应变、几何尺寸、弹性模量、膜材的密度、初始振幅改变及其结构的自重对膜结构振动的非线性特性的影响．     

快慢凝预应力树脂锚杆与围岩相互作用的力学特征

对比分析了快慢凝预应力锚杆较普通全长树脂锚杆的优势,从锚杆的轴向作用和横向作用两方面进行力学特性研究,得到快慢凝预应力树脂锚杆轴向和横向的应力分布规律.锚杆的轴向作用有效地改善了围岩的应力状态.锚杆的横向作用体现在两个方面,即充填裂隙和抗滑移剪切,能有效改善围岩的力学性质.最后,探讨了节理岩体中锚杆的受力特征,锚杆存在多个应力峰值点,并对轴力公式进行了修正.     

斜拉桥锚固段环向预应力钢绞线伸长量误差分析

通过广州大桥索塔锚固段环向预应力钢绞线伸长量试验,发现后张法“U”形预应力钢绞线的实际伸长量大于理论限值,同时国内类似试验研究资料也表明对于后张法“U”形预应力钢绞线来说是一种普遍现象。文中分析了产生此类问题的原因,并提出了相应的建议,可供工程实践参考。     

地域气候与大空间张拉膜结构建筑的形式创作

在分析国外大空间张拉膜结构建筑实例的基础上，研究地域气候与该结构构造体系的选择、形式创作之间的关系，并从温度、通风及荷载等几个方面进行具体分析。在此类建筑的进一步创作中，为建筑师提供借鉴。     

缓粘结预应力连续梁张拉伸长量的实验研究

本试验通过对6根预应力混凝土两跨连续梁进行张拉和加载测试,研究预应力构件在张拉过程中,其预应力钢筋伸长值的变化情况,以及比较缓粘结预应力钢筋总伸长值与有粘结、无粘结预应力钢筋总伸长值的差异,并对其试验现象进行对比分析研究,分析结果表明,缓粘结预应力连续梁钢筋张拉伸长值计算均应考虑缓凝砂浆对预应力钢筋的粘滞作用,并提出了...