彈簧支撐ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)數(shù)值分析及模型試驗(yàn)研究.pdf

1、ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)具有透光性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)重量輕、抗老化、自潔性好、保溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，并可以制作成各種形狀，通過鋼結(jié)構(gòu)、鋁合金結(jié)構(gòu)或索網(wǎng)等可以將多個(gè)枕式結(jié)構(gòu)連接在一起組成大跨度空間結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)形式已在國(guó)內(nèi)外不少建筑結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用。傳統(tǒng)的ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)一般采用膜層間充氣的方式使薄膜產(chǎn)生張力來(lái)提供結(jié)構(gòu)剛度。由于無(wú)法做到絕對(duì)的氣密性，結(jié)構(gòu)不可避免地存在漏氣問題以及由此引發(fā)的其它問題，比如配備充氣和氣壓監(jiān)控系統(tǒng)后額外消耗能源、送風(fēng)管網(wǎng)占用建筑

2、空間、為保證氣密性使施工難度增加等。 為此，本文研究一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)：彈簧支撐ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)，即通過在枕式膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝彈簧來(lái)代替充氣，靠彈簧的彈性回復(fù)力支撐膜面，使膜面張緊從而抵抗外載。 本文首先對(duì)膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史與應(yīng)用情況，ETFE膜材的基本特性、ETFE薄膜結(jié)構(gòu)的主要形式以及彈簧支撐枕式膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)背景進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹；然后對(duì)彈簧支撐ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。 本文總結(jié)了適用于

3、彈簧支撐ETFE枕式膜結(jié)構(gòu)的找形與荷載分析理論，采用根據(jù)非線性有限單元法編制的程序?qū)椈芍蜤TFE枕式膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形與受力分析，并與通用有限元程序Ansys的分析結(jié)果相比較，驗(yàn)證了本文采用的分析方法的合理性以及自編程序的有效性。 本文利用自編程序?qū)椈芍蜤TFE枕式膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)分析，考察了初始應(yīng)力、矢跨比、彈簧剛度系數(shù)等參數(shù)對(duì)膜面應(yīng)力和結(jié)構(gòu)變形的影響，并針對(duì)若干種不同的參數(shù)組合，計(jì)算了每種情況下結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到的最大跨度。