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型体对膜结构看台强度的影响分析

  众所周知,台风袭击对基础设施和公共建筑构成了较大的威胁。格外是,膜结构看台更容易在台风中受到不可预测的破坏,因为它们具有轻、薄和灵活的特点。因此,随着恶劣天气条件的增加,膜结构设计的改进将是未来的发展方向。

  一些研究人员认为,其形状的正确选择与整个建筑的强度有关。“自然物体的形状是由内力决定的”,即自然本身处于力的平衡状态,而正面看台膜结构的形状也应符合这一自然事物的规律。从结构上看,膜结构具有跨度大、结构灵活、材料轻等特点,属于典型的风敏结构。格外是在强风区,建筑屋面的风荷载增大,风致振动效应也呈现出复杂性。为了避免强风荷载对结构承载力的威胁,可以通过合理的形状选择来降低膜结构的安全隐患,即在膜结构的初步设计中,可以寻求应力平衡面。我们需要解决的关键问题是在自然事物的形式构成中遵循力的规律。

  (1)提高膜张力和内应力:

  膜结构看台是通过表面变形抵抗外力的柔性系统。过平的形状会降低结构的刚度,增加结构在风荷载作用下的位移,容易积水,产生塑性变形和损伤。一些研究结果表明,在其他条件不变的情况下,增加膜张力可以显著提高结构刚度。在相同的风荷载作用下,结构的位移随着初始膜张力的增加而减小。因此,在建筑物选择时应增加膜面曲率,尽量选择负高斯曲率较大的表面或其组合。

  此外,膜的内应力不得太大。否则,隔板边缘处的内力将增加。这不仅增加了材料成本,还增加了应力集中导致边缘撕裂的可能性。

  (2)在不同的区域气候条件下,应选择不同的林分膜结构形式。在南方多风多雨地区,随着纬度的降低,气候越来越温暖,张拉结构布置越来越灵活,接口封闭方式趋于开放。随着结构系统变得越来越开放,形状也趋于拉伸。

  在北方寒冷多雪地区,膜结构看台应选择形状曲率大、坡度大的大矢高形状,以利于雪的自然滑动。此外,应考虑双层膜隔缘。