ETFE氣枕的結構性能和關鍵技術研究.pdf

1、國家游泳中心是2008年北京奧運會的主要比賽場館之一,也是奧林匹克公園內的重要建筑.中標方案"水立方"的建筑圍護結構采用了一種新型的ETFE氣枕結構,其內外表面覆蓋面積達12萬平方米,建成后將是世界上最大的ETFE應用工程.本論文以此為背景,對這種新型建筑維護結構的結構性能和關鍵技術進行了分析研究.論文首先回顧了膜結構的發(fā)展歷史與應用情況,總結了ETFE膜材的特性及其重要應用工程.在廣泛閱讀文獻的基礎上,總結了適用于ETFE氣枕結構的膜

2、結構找形與荷載分析理論;提出了運用通用有限元軟件ANSYS進行膜結構找形的實用方法.接著論文以國家游泳中心-"水立方"的ETFE氣枕結構為實例,對ETFE氣枕結構進行找形及荷載態(tài)分析,并得出了ETFE氣枕結構在各種荷載作用下的變形及應力分布情況,從而對該類結構的受力性能有了直觀的認識,同時提出了ETFE氣枕結構一般設計方法.氣枕內壓及膜面應力水平是ETFE氣枕結構設計的核心問題.本文分別討論了環(huán)境溫度變化和膜面溫度變化與ETFE氣枕結構

3、內壓及膜面最大主應力的關系,揭示了溫度對ETFE氣枕結構性能的巨大影響作用;通過對三種矢高、三種膜厚的ETFE氣枕結構的計算,得出了氣枕矢高和膜厚與氣枕內壓和膜面最大主應力的關系;通過氣枕結構堆積雪荷載作用下的分析,認識了該種荷載對ETFE氣枕結構的不利影響,提出了預防措施和解決辦法.本文還計算分析了屋蓋氣枕結構上膜面布置索網對ETFE氣枕結構性能的影響,通過對比五種不同布索方式,得出了一些有用的結論;考慮了實際施工中由于兩片膜材焊接而