【摘要】：膜結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu),要保持優(yōu)美造型就要有適當?shù)念A(yù)張力來支持,因此預(yù)張力是設(shè)計與施工全過程中務(wù)必確保的核心與關(guān)鍵。同時,由于膜材自身的性質(zhì),預(yù)張力受環(huán)境影響非常大,選擇預(yù)張力時要考慮到許多環(huán)境因素。本文以建筑膜結(jié)構(gòu)中的平面骨架膜結(jié)構(gòu)為例,選用PTFE膜材,采用矩形單元和三角形單元兩種方案,分別進行有關(guān)預(yù)張力和變形特性的理論和仿真研究,并設(shè)計了合理的張拉方案和張拉裝置,進行了預(yù)張力的蠕變試驗。具體來說,論文的工作主要有以下幾個方面:(1)預(yù)張力的取值分析關(guān)于預(yù)張力的選擇,本文根據(jù)現(xiàn)場安裝條件和《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)要求,利用ANSYS軟件對膜結(jié)構(gòu)的預(yù)張力的取值進行了分析,找出兩種形式的膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力的取值范圍,并分析了不同預(yù)張力下膜結(jié)構(gòu)的受力和變形情況。(2)溫度對膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力和變形特性的影響溫度對膜材不但有熱膨脹作用,而且使膜材的彈性模量產(chǎn)生變化,本文采用ANSYS軟件進行不同溫度下膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力的仿真分析,得出兩種形式的膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力和溫度變化的關(guān)系,以及在均布載荷下不同溫度對膜面變形的影響,找出預(yù)張力和膜面變形隨溫度變化的規(guī)律,總結(jié)出一種預(yù)張力的選取方法,為以后的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計和安裝提供了一些參考。(3)蠕變對膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力和變形特性的影響本文基于蠕變力學(xué)的理論公式,對膜結(jié)構(gòu)選用合適的蠕變本構(gòu)模型,從預(yù)張力和膜面變形兩方面進行蠕變的研究,用歐拉法推出平面膜結(jié)構(gòu)的理論公式,并用ANSYS軟件進行仿真分析,找出兩種形式的膜結(jié)構(gòu)預(yù)張力和膜面變形在蠕變下的變化規(guī)律,對平面膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計和安裝有一定的參考意義。(4)膜結(jié)構(gòu)單元預(yù)張力工程試驗在已有的膜單元張拉裝置的基礎(chǔ)上,通過對比分析,改進出一種新形式的張膜裝置,并設(shè)計出張膜方案,在張膜完成后,對膜單元進行預(yù)張力的蠕變試驗,通過和仿真數(shù)據(jù)的對比,驗證了仿真結(jié)果的可靠性。
【圖文】：

膜結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用系統(tǒng)內(nèi)在張力進行結(jié)構(gòu)體系塑造的一種建筑結(jié)構(gòu)。它的主要材料為性能優(yōu)良的建筑膜材，利用柔性或剛性結(jié)構(gòu)對膜面施加預(yù)張力，或向膜腔內(nèi)充入空氣加壓，由空氣壓力支承膜面，從而形成具有一定剛度、能夠?qū)崿F(xiàn)大跨度的空間結(jié)構(gòu)體系，如圖 1.1 所示。膜結(jié)構(gòu)集多種學(xué)科為一體，具有很高的技術(shù)含量，，并且它克服了傳統(tǒng)建筑外形單一、施工周期長的缺點，深受建筑師的青睞，在 20 世紀中期興起以來，很快就風(fēng)靡世界，被譽為“第四代建筑”[1-2]。a)上海八萬人體育場 b)國家游泳中心(水立方)

1 緒論材的結(jié)構(gòu)、分類及特性材的結(jié)構(gòu)是用于膜結(jié)構(gòu)中的薄膜材料，可以分為織物膜材和熱塑性化膜材是一種復(fù)合材料，是膜結(jié)構(gòu)建筑工程中廣泛應(yīng)用的膜材2 所示，主要由織物基材、涂層、表面涂層、膠黏粘劑組成[織物纖維編織而成，決定膜材的力學(xué)特性。涂層附在基材上單面或雙面。纖維基布、各涂層之間用膠粘劑膠合，或者采用層附在基材上[8]。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2

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本文編號：2663395