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            淺析膜結構景觀等建筑的裁剪

            來源:www.vznvzn.com         發布時間:2021-08-11
            據悉,膜結構景觀等建筑的裁剪是在找形后得到的曲面上進行的,而通過有限元分析找形后得到的是由許多空間三角形折板面形成的空間曲面。因此景觀膜結構裁剪的頭一步為曲面展開,即如何尋找幾何尺寸上與空間三角單元折面集合體越為接近的平面三角形單元集合。由于膜材是一卷一卷生產的,材料有一些幅寬。選擇要展開的空間曲面帶時要控制其大小,以使展開成平面時,平面膜片不大于膜的幅寬,避免出現大量的焊接縫影響景觀膜結構的美觀。因為空間三角單元折面集合體一般是不可展平面,因而要建立一目標函數作為展開準則,以使展開后的平面與空間曲面越為接近。
            建立目標函數的方法一般要解非線性方程組,因此要考慮程序的收斂性問題。另外即使計算收斂,由于曲面上各處曲率不盡相同,將曲面展開成平面引起的誤差亦不相同。不同的誤差將影響相鄰膜片的協調焊接,現在仍沒有一種良好的方法來準 確估計誤差的大小并將誤差控制在一些范圍之內,這也是此類方法不盡完善的地方。
            如果人們在膜結構景觀找形分析進行有限元劃分時,采用一些的網格劃分技術使某些有限元單元的邊界線可作為我們的裁剪線。相鄰兩條裁剪線之間的空間曲面是可展的,并且展開后的平面在一個方向控制在幅寬內。這樣便將空間曲面在無應力狀態下展開成平面的問題演化成一個純幾何問題,大大簡化了計算。
            將空間曲面展開得到的膜塊平面展開圖還不能作為終端的裁剪圖。實際結構中膜受初始張力的作用,釋放張力后要產生收縮。而且膜作為非線性材料,隨著時間的增加還有徐變現象。如果不考慮初始張力和徐變的影響,直接按展開圖進行裁剪,則安裝后得到的膜結構景觀建筑就會發生松弛。因此實際的裁剪圖要比展開圖有一些收縮量。
            不同的膜材材料性能差異較大,因此要通過膜材性能實驗來確定膜塊的收縮量。通常來說可以假定薄膜經緯向等應力。初始張力可假定為膜片強度的 5%—10%,約為 200—400kg/。在此基礎上通過雙軸拉伸實驗確定經緯向的收縮率,一般在 5%以內。設計人員按此思路編制了相應的計算程序,通過幾個景觀膜結構等工程實例說明了此方法的有用性和廣泛適用性。如果您想要了解更多的知識,您可以給小編留言。
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