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,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,景观棚,因此膜曲面形状Zui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。目前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,因此要精que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Zui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,膜结构景观棚,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,广场景观棚,如果初始预应力施加过高,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Zui关键的一个问题。
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膜结构在中国的应用景观棚
80年代末期,我国学者开始关注国际上膜结构的发展;1994年,我国第yi个膜结构专业公司成立,此后,膜结构在我国迅速应用起来;1995年,在北京顺义建成的北京顺义武jing招待所游泳馆充气膜结构是目前我国能见到的为数不多的充气膜结构;1997年建造的上海八万人体育场是由64榀径向悬挑桁架和环向次桁架组成的空间结构作为骨架,屋面共有57个由8根拉索和一根立柱覆以膜材组成的伞状单体,膜的覆盖面积2.89万平方米。虽然上海八万人体育场是由太阳工业集团建造的,但这是我国首ci将膜结构大面积应用到建筑上。
膜材制作质量控制按《膜材加工作业指导书》、《膜材质量检验导则》进行。
(1) 对膜材加工工序的控制要求a. 膜材加工车间参加膜材加工技术交底,认真领会图纸,与技术要求和工艺特点。b.作好加工计划与加工方案。c. 严格按照膜材加工工艺流程进行加工。
(2) 膜材加工质量控制点a. 膜材经专用检验设备的色差、缺陷检验b. 膜材划线、裁剪的质量检验c. 膜材热合强度质量检验d.膜材的成品检验
(3) 膜材加工过程关键工序的控制a. 按照程序文件和膜材检验作业指导的要求,认真做好膜材热合强度试验。b.对热合机、拉伸机等试验设备和加工设备在试验和加工前应对其技术状态进行检测,景观棚图片,拉伸机要经过专职人员检定合格后,才能进行试验。c.试验人员要经过岗位培训,有操zuo证的作业人员才能进行操作。d. 认真保存好试验膜片,并做好膜热合强度试验记录。
(4) 膜材加工过程特殊过程的控制a. 对热合机检查是否进行了确认,对热合机上的仪表进行定期检定。b.对操作人员进行岗位培训,确保操作人员有必要的操作能力。
c. 根据热合过程试验结果选择与之相配的控制参数和热合刀具。d. QC人员对热合过程进行监控。e.认真做好热合监控记录。
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