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膜結構汽車棚施工設計過程與原理分析
- 2021-10-09-

  一、張拉膜結構的施工設計總體過程:

  根據市場內外多個膜結構汽車棚施工過程相關經驗的介紹,張拉膜結構的施工設計總體過程如下∶

  1、施工計劃:

  合理的施工計劃可以保障施工的結構穩定和快速有益地完成施工過程,一般包括總體考慮構件的安裝方法和順序、預應力的施加方法和順序、臨時支撐的設置方法以及對施工管理的總體評價。

  2、施工分析:

  1)預應力(PS)水平的取值及優化。

  2)施工方法。包括構件安裝方法,構件安裝順序和預應力引入順序,及其優化。

  3)膜材的施工。包括膜材在何處接合,怎樣捆包、搬運,在工地如何展開,怎樣與邊界連接等問題。

  4)維護。包括膜面更換、預應力的再次引入和進行張力測試等。

  3、結構的美觀性評價:

  包括結構在膜結構汽車棚施工過程中的穩定,構件的制造誤差和施工誤差,初始蠕變的消除和施工技術水平等的總體評價。

  二、施工分析原理:

  在施工總體設計過程中,施工分析是關鍵,而施工分析的關鍵是預應力的施加問題。

  在預應力的施加過程中會出現兩個問題∶一是在施工的不同階段決定合適的預應力值,二是怎樣施加預應力。

  膜結構汽車棚的施工張拉過程是伴隨有剛體運動、機構運動和彈性變形等的組合運動過程。張拉膜結構的形狀是在施工過程中以施加預應力的方式逐步形成的,通過對索和膜施加預應力并不斷調整預應力,使結構末后達到設計狀態。施工過程就是構件的就位和預應力的施加過程,因此如何確定施工中預應力施加的大小和順序是張拉膜結構成形的關鍵問題,而預應力的數值分析過程即是施工過程的模擬。

  由于張拉膜結構一般跨度較大,施工過程比較復雜,通常情況下都是按順序分步逐批進行張拉。傳統的施工分析過程是按照施工順序通過逐步迭代求得每一步需施加的預應力值,終達設計的預應力值,使膜結構張拉成形。而利用數學上的逆問題分析原理可以采用另一種施工分析方法,將已處于設計預應力狀態的各根索按施工的逆順序進行索力逐步放松計算。通過對預應力施加不同階段的分析,控制結構形態,終使膜結構汽車棚結構得以實現。這種方法不需迭代,可以直接求解。

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