充气式膜结构物理性能检测技术研究

膜结构是膜材和其他构件组成的建筑物或构筑物,是从20世纪中期开始发展的一种新型建筑结构形式,逐步应用于商场、体育建筑、交通服务设施、展览中心等大跨度的建筑中。但目前,对膜结构的检测大多数停留在材料检测方面,很少有工程进行了膜结构整体的物理性能检测。本文通过充气式膜结构物理性能检测研究,观察到了膜结构在风荷载作用下的变形情况。得出如下结论:①膜内压力会受到外界压力影响而产生改变;②膜结构气密性能、水密性能较好;③在大风压作用下,膜材边缘与型材连接处容易发生损坏。

充气式索膜结构的找形分析

充气膜结构本身需要通过压差作用才能形成完整的结构,从而具备一定的刚度来支撑自重和外载荷.为加强结构的承载能力,通常会增设强度更大的索结构进行调整.对于充气式索膜结构,找形分析在形状设计和优化中具有十分重要的作用,而压差对结构的形态分布有显著的影响,是找形分析中的重要因素.针对充气式索膜结构受压差作用的特点,基于非线性有限元找形方法,提出压差预置法的概念,并且与节点平衡法相结合来实现优化.在此基础上,针对飞艇索膜结构的具体设计要求,提出了多目标优化的找形分析方案,先结合使用压差预置法和节点平衡法,寻找出满足索和膜结构的应力比值的几何外形;然后,通过等比例缩放的方法调整大小,最终得出满足设计体积大小的几何形状.结果表明,采用该方法找形后的索的应力为找形前的2倍,更加充分的发挥了增强索的承载作用,同时,膜的最大应力有所降低,应力分布更加均匀,整体结构的承载能力得到了加强,对于解决实际工程问题具有重要的参考意义.