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张力膜结构是一种以性能优良的柔性织物为材料,利用柔性钢索或刚性支承结构将膜面绷紧,从而具有一定刚度、能覆盖大空间的结构体系。张力膜结构是一种柔性结构体系,与传统结构不同的是其刚度由结构的几何曲面和预应力来提供。为了使薄膜结构具有一定的刚度,必须对其施加预应力,以确定满足平衡条件和建筑使用要求的初始平衡形态。而施加预应力是靠剪裁分析中给定的收缩补偿值来实现,因此如何将需要的预应力施加到平面膜片上是膜结构设计中至关重要的一步,直接关系到膜面张拉的成功与否。
本文研究的主要内容包括:
1.总结前人的研究成果,阐述了索膜结构力密度法找形分析及静力分析的基本原理,并编制了程序,为后面对膜片的施工张拉模拟提供了理论依据,程序支持。
2.在力密度找形及静力分析理论的基础上,首次提出对膜材进行施工张拉模拟并编制程序。
3.根据计算得到模拟施工张拉后的膜面实际应力,判断膜面是否出现褶皱,裁剪是否合理。
4.在裁剪部分采用不同的收缩补偿值对裁剪膜片进行施工张拉模拟,并对膜面应力进行比较。提出收缩补偿值应如何进行合理取值。
5.编制前处理程序,对膜片CAD裁剪图进行处理。