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膜结构的设计分析

发表时间: 2019-11-27 10:57:04

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目前环保压力非常的大,钢铁厂的料场、电厂的煤场、采煤企业的采煤堆放区域,采石场、水泥厂等等,都要环保封闭

目前环保压力非常的大,钢铁厂的料场、电厂的煤场、采煤企业的采煤堆放区域,采石场、水泥厂等等,都要环保封闭,有些业主需要采用膜来封闭:但在膜结构设计中,应该怎么做?

究其原因可以概括为以下几点:

一是出于无奈;相对而言,大家对索膜结构不是很熟悉,经验比较少,所以做起来有些吃力,没有办法,只得委托给专业膜结构公司。

二是缺乏分析手段;现在设计人员的学历都很高,很多人在读书期间的研究方向是膜结构,所以对膜结构的计算分析并不是问题,特别是大设计院更是如此,但是缺少相应的分析工具是普遍存在的问题。

三是不愿意做。这是国内设计院普遍存在的现象,对于难、烦、特殊的项目,多数情况下都是分包给专业公司和高校,而给设计人员留出更多的时间去做经济效益更大的项目。即使是国内几个知名的设计院也是如此。

有时候委托给专业膜结构公司也不失为一个可行的办法,但是存在一些潜在的问题。

(1)膜结构公司基本上都是技术人员,而在建筑专业上偏弱,满足不了预定的设计意图;

(2)通常膜结构公司以施工为主业,设计水平明显低于设计院;

(3)大多数情况下膜结构公司以便于施工为目标,会降低工程的设计水平;

(4)设计院对膜结构设计和施工过程起不到控制作用,最终结构是否合理、施工是否满足设计要求无法进行有效的判别。

  所以对于大型膜结构,设计院不能把整个设计工作完全委托给膜结构公司,而应该做一些必要的工作,具体可以有以下几个方面:

(1)根据建筑要求,提出设计目标;这个问题在工程中比较重要。建筑外形实际上是应该由建筑师提出的,而膜结构存在找形问题,所以建筑师往往要求结构工程师来定。但是找形又不是唯一的,不同的内力分布就会找到一个不同的建筑外形,不同的形状直接影响到建筑的效果。值得提出的是,不同的建筑外形可能直接影响到工程的经济性。因为有些形状比较难实现,可能需要较大的预应力,带来的问题就是使用更多的材料和施工技术上的难度。所以,合理的建筑外形应该是由结构工程师和建筑师合作反复推敲确定的。

(2)给出荷载、边界等设计条件,控制设计过程;设计是设计院的强项,所以对于复杂膜结构,荷载取值、边界条件等设计条件应该由设计院来定,特别需要提出的是边界条件和风荷载,边界条件膜厂家基本都是假定边界条件为简支不动点,没有考虑结构的节点和结构的实际受力情况。

  风荷载可能荷载规范上查不到相关数据,膜结构公司相对经验比较少,但设计院这方面经验储备多。合理确定风荷载取值,也是保证膜结构经济性的关键措施。

(3)给出力、位移等控制条件,控制设计目标;虽然我国有索结构和膜结构方面的规范和规程,但是相对而言,还不是很完善,对于一些特殊问题,比如膜片位移、拉索位移等具体问题,还需要设计人员查阅相关工程资料才能确定。这些细节,只能自己动手仔细研究,膜结构公司通常不会那么尽力。

(4)参与计算过程,采用不同的计算软件,并将计算结果与膜结构公司计算结果进行对比、校核;如果想了解和把握结构的受力性能,必须自己动手计算才行。现在的分析工具比较多,比如EASY、ANSYS、3D3S等,可以采用任何一款软件,将计算结果与膜结构公司的计算结果进行对比校核,这样才能保证计算结果的正确性。如果设计院确实没有计算能力,可以请第三方参与计算,毕竟,工程计算的正确性和合理性才是最关心的。



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