有限单元法(FiniteElementMethod)初是用
有限单元法(Finite Element Method)初是用来计算索网结构的非线性迭代方法,但现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种,即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然,从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来得有效,且所选用的初始几何越是接衡状态,计算收敛越快,但初始几何的选择并非容易之事。两种算法中均需要给定初始预应力的分布及数值。在用有限元法找形时,通常采用小杨氏模量或者干脆略去刚度矩阵中的线性部分,外荷载在此阶段也忽略。 有限元迭代过程中,单元的应力将发生改变。求得的形状除了要满足平衡外,还希望应力分布均匀,大小合适,以保证结构具有足够的刚度。因此,找形过程中还有个曲面病态判别和修改的问题,或者叫形态优化(包括几何形态优化、应力形态优化和刚度形态优化等)。用有限元法找形的软件有澳大利亚FABDES等。
悬索结构中的索网与膜结构一样也有形状确定问题
悬索结构中的索网与膜结构一样也有形状确定问题,像蒙特利尔博览会的德国馆和慕尼黑奥运会主体育场都有特殊的形状需要确定,当时只有借助于缩尺模型来解决;早期的膜结构也往往采用这个方法,材料从简单的肥皂膜,一直到织物或钢丝。
由于在小比例模型上测量的误差尚不足以保证曲面几何形的正确性,故对足尺的建筑外形只能起参考作用;但这还不失为一种有效的手段,能为设计者提供一个直观的形象;随着计算机技术的不断进步,膜结构的形状就更多地依靠计算机来确定。
在膜结构设计理论中还出现了专门的研究课题--找形,为了寻求合理的几何外形,这个过程通过计算机的几次迭代,就可确定膜结构的初始形状。
膜结构设计中荷载组合采用长期与短期两种情况
目前,我国的膜结构设计都参照国外的设计规范进行,荷载组合采用长期与短期两种情况(日本规范称为持久与临时荷载),并分别规定了不同的安全系数。由于膜结构受力具有较强的几何非线性,其各项荷载效应不能进行线性组合,因此本条规定采用两种组合类别,其中,类组合相当于长期(持久)荷载组合,第二类组合相当于短期(临时)荷载组合,并以抗力分项系数进行调节。
作用在膜结构上的各种荷载,其中温度变化、支座不均匀沉降和施工荷载可根据工程具体情况予以考虑,作用在本规程第5.1.5条中规律可不考虑。施工荷载可根据工程安装的特点确定,有时不仅要考虑均布荷载,还有考虑安装或检修时的集中荷载。
利用膜结构轻巧,别致的造型建造
利用膜结构轻巧,别致的造型建造各种半封闭,全封闭的不行空间,使其形成全天候的建筑空间,提供防风雨,防日晒等人工环境,并有较好的广告标识效果,因此是步行街改造和新建的选择。
随着都市现代化步伐的加快 , 汽车成为任何一个都市不可缺少的交通工具。我国由于汽车工业高速发展,城市的汽车拥有量成倍上升,但城市建设规划没能尽快适应这一发展的要求,常常是车无停放之地。所以在建设群规划时就应充分考虑停车场的问题,把停车场的建设和规划当成现代城市建设规划的重要组成部分,变得越来越重要;同样,膜结构在停车场建设中也以其优美的造型和实在的功能担当重要角色。
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