索膜結構的整體分析及施工.pdf

1、現(xiàn)代膜結構誕生于上個世紀五十年代，在國際上其廣泛地為人們所接受已經有了三十多年的歷史。由于建筑膜材不斷地推陳出新，尤其是抗老化、耐腐蝕新型膜材的出現(xiàn)，使膜結構成為永久建筑中的一員。二十世紀八十年代，膜結構開始進入國內學者的視線，隨后被大量應用在體育設施、商業(yè)設施、文化設施以及景觀設施等眾多場館的建設中。隨著“鳥巢”、“水立方”的建設，膜結構又一次引起了國人的廣泛關注。 運用有限元理論，編寫專門的軟件進行膜結構的設計與分析是國內外

2、學者及研究人員的一個主要研究方向。膜結構軟件早期所采用的分析方法多為分步計算的方法。隨著計算機技術的飛速發(fā)展以及工程計算水平的不斷提高，這種將上部膜結構的支承結構簡單處理為剛性約束的做法越來越暴露出其弊端之所在。因此整體分析方法就應運而生了。該方法建模時考慮的是膜結構支承的實際模型，因此整體分析所采用的力學模型更能反映結構的實際情況。文中通過兩個具體算例的整體分析和分步計算結果的分析對比，可以看出兩種計算方法有明顯的差別。 索膜

3、分析與設計專用程序CAFA，能夠進行索膜結構從找形到裁剪、受力分析的全過程分析。經過近年來大量的實踐檢驗在不斷地完善，目前該程序的索和膜單元部分已經走向成熟。在前期開發(fā)工作的基礎上，本文采用fortran90語言編制了空間桿單元的有限元程序，從而使CAFA程序進行索膜結構整體分析成為可能。桿單元部分的前處理開發(fā)是以AutoCAD為平臺、以ObjectARX2000為工具進行的。在設計和分析過程中能夠通過對AutoCAD菜單文件、對話框文

4、件的聯(lián)合使用，建立友好的用戶界面；以中文菜單和對話框提示來幫助用戶進行操作和交互輸入，并生成計算所需的數(shù)據(jù)文件。這使得結構分析時建模效率大大提高，并且對熟悉AutoCAD的工程技術人員而言，該前處理具有建模方便、易于接受等特點。 與專門的膜結構設計軟件一樣，施工技術水平高低也是制約膜結構發(fā)展的一個重要方面。參加大量膜結構工程設計、深入膜結構和鋼結構加工廠進行認識實踐，以及主持兩個膜工程的現(xiàn)場施工，使筆者對膜結構施工的自身特點有了

5、一定的認識并積累了一定的實踐經驗。在此基礎上，通過查閱有關膜結構施工技術資料、結合參加工作階段對傳統(tǒng)結構施工的認識和經驗，筆者對膜結構施工進行了系統(tǒng)的理論梳理和論述，并提出了自己的見解。 廣義的膜結構施工包含施工技術設計和現(xiàn)場施工兩個方面。由于在理清、掌握了現(xiàn)場施工的整個流程后，再去制訂合理可行的施工技術設計文件應該不是件難事。因此本文重點對膜結構的現(xiàn)場施工進行了敘述。膜結構現(xiàn)場施工可分為三個步驟：各部件的工廠加工和運輸階段、現(xiàn)

6、場安裝階段和后期維護階段。 針對于鋼構件等支承、連接件已經為設計施工人員所熟知的特點，本文依照工序流程著重敘述了膜材在工廠加工以及包裝、運輸過程中所應注意的問題，尤其是目前被有所忽略的該階段的施工管理和監(jiān)理工作。 現(xiàn)場安裝是整個膜結構施工過程的中心環(huán)節(jié)，它又可分為安裝前的準備和安裝施工兩個過程。本文依據(jù)所應遵循的施工工序，對該階段的兩個過程從人、材、物以及施工管理和監(jiān)理工作等方面加以詳細論述。 相較于傳統(tǒng)結構形式