新闻资讯

建筑膜结构工程的荷载分析及发展重点

日期:2013-11-21 15:00:39 | 阅读:845



由于建筑膜结构工程特殊的力学特点,其结构分析与设计过程明显不同于传统结构。而建筑膜结构的荷载包括荷载取值,风荷载的确定方法;荷载态分析的方法及需要注意的一些问题。

在进行建筑膜结构的荷载态响应分析时,需要考虑以下荷载及作用:恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、预张力、支承及边界构件的变形、地震作用以及温度变化的影响等等。

恒荷载通常就是膜材的自重。由于膜材自身的质量很轻,恒载对建筑膜结构的内力及变形的影响通常可以忽略。

由于建筑膜结构工程表面一般不允许上人,检修,清洗也是由专业膜结构公司负责,实际工程设计中,一般不考虑荷载。在非将雪地区,习惯上用0.25或0.30kN/m~2左右的竖向荷载来检查膜面是否会因降雨而产生积水;即检查在此荷载作用下,变性后膜面的等高线有无近似的圆形区域出现。

在降雪地区,积雪对建筑膜结构的影响是不容忽视的。由于建筑膜结构多呈负高斯曲率面形式,结构上的雪荷载一般分为非均匀分布;在计算雪荷载时需根据不同曲面形状、曲率变化来调整雪荷载的分布,以考虑雪荷载不均匀分布可能产生的不利影响。当膜面坡度大于0.4时,落雪一般会自动滑下而不产生堆积,风对积雪形式的影响也需要加以注意。研究表明,地位条件下当风速达到15-20m/s时,膜面几乎不存在积雪;但如果膜面存在死角,则在这些部位极易形成较深的积雪。另外,对于某些低矢跨比的膜结构,积雪的作用会导致结构表面趋于平坦,甚至在局面出现下凹,必须小心对待。

风作用或者按习惯说法风荷载是建筑膜结构设计中的主要荷载。在计算风荷载时需要确定两个重要的参数,即风载体型系数。由于建筑膜结构的体型复杂,而各国荷载规范所能提供的风载体形系数又十分有限,对负责体型建筑膜结构,国内外一般都通过风洞试验的方法来确定体型系数。

而建筑膜结构工程区别于传统结构的两个显著特点是轻和柔。轻,意味着结构资深的惯性力很小,地震作用的影响可以忽略不计,相比之下风对结构的影响更为重要;柔,意味着弯曲刚度很低,魔界诶购对外荷载的抵抗主要通过资深形状的改变来实现,即结构在荷载作用下会产生较大的变形,表现出明显的几何非线性特征。这些特点决定了建筑膜结构是风敏感结构,抗风设计在建筑膜结构的设计中占有特别重要的地位。

近年来,一些大型的建筑膜结构工程在强风作用下破坏的实例,也从另一个侧面证明了抗风设计的重要性。例如,美国佐治亚穹顶在建成3年后,于1995年的一次强风大雨袭击下,四片薄膜被撕裂,撕裂长度达10余米;加拿大蒙特利尔奥运匹克体育场的可开启式膜屋盖在1999年冬天的一场暴风雪之后,一块膜屋盖突然破裂等等,以上实例都说明无乱在国内还是国外,建筑膜结构的抗风设计理论都还不够成熟,对某些情况下风作用的破坏机理尚不十分清楚,所以这也将是我们今后的研究重点之一。

联系我们

深圳维拓环境科技股份有限公司

地址:深圳市龙岗区平湖华南城发展中心801-808室
电话:0755-25989041  25986042
传真:0755-25987245  QQ:535973658  1181784438
手机:13827441361  13827446515
邮箱:szwintop@163.com