正交異性建筑膜結(jié)構(gòu)在均布荷載作用下的幾何非線性變形分析.pdf

1、建筑張拉薄膜結(jié)構(gòu)是一種正在快速發(fā)展當中的新穎結(jié)構(gòu)體系，其輕盈美觀的造型以及空間的跨越能力等優(yōu)點使其越來越多的應用到各類建筑當中。由于建筑膜材的材料特性決定了張拉膜結(jié)構(gòu)體系的柔性特點，其剛度和承載能力必須依靠初始預張力和初始曲率等條件來決定。為保證工程質(zhì)量，延長結(jié)構(gòu)使用壽命，防止結(jié)構(gòu)過早破壞以及減少工程事故等，研究這類結(jié)構(gòu)形式的受荷變形、松弛徐變、褶皺等力學性能，可以讓設計人員對這類結(jié)構(gòu)有更多深入了解，以能夠使在設計時考慮這些特性。由此可

2、見，分析研究上述建筑膜結(jié)構(gòu)的力學特性，已成為發(fā)展建筑張拉膜結(jié)構(gòu)的一個重要環(huán)節(jié)。盡管已有學者從數(shù)值模擬或試驗等方面對這類結(jié)構(gòu)體系的各方面性能進行了研究，但理論分析依然較少，如何應用基本理論去分析建筑膜結(jié)構(gòu)工程的特性，是研究建筑膜結(jié)構(gòu)體系的一個重要課題。
　　 本文研究分析了兩種常見基本形式即平面形式和雙曲拋物面形式的正交異性建筑張拉膜結(jié)構(gòu)在均布荷載作用下的變形響應問題。分析過程當中考慮結(jié)構(gòu)變形的強非線性和膜材的正交異性特性，主要采

3、用薄膜大撓度理論建立結(jié)構(gòu)在荷載作用下的非線性變形微分方程及變形協(xié)調(diào)方程，同時利用攝動法和伽遼金數(shù)值求解法求解微分方程組，分別得到了兩種結(jié)構(gòu)形式的膜面變形最大值與各影響因素之間關系的表達式，并分析了影響膜面變形的初始預張力、初始曲率、跨度、兩向模量等主要影響因素。文中使用的均布荷載，即是常見雪荷載的一種理想簡化形式，由于本文的主要研究對象是建筑膜結(jié)構(gòu)的受荷變形，故對雪荷載的隨機分布沒有做特定分析。
　　 最后，通過算列并結(jié)合常用膜