彈簧支撐ETFE枕式膜結構數值分析及模型試驗研究.pdf

1、ETFE枕式膜結構具有透光性能強、結構重量輕、抗老化、自潔性好、保溫性能好等優(yōu)點，并可以制作成各種形狀，通過鋼結構、鋁合金結構或索網等可以將多個枕式結構連接在一起組成大跨度空間結構。該結構形式已在國內外不少建筑結構中得到了應用。傳統的ETFE枕式膜結構一般采用膜層間充氣的方式使薄膜產生張力來提供結構剛度。由于無法做到絕對的氣密性，結構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)控系統后額外消耗能源、送風管網占用建筑

2、空間、為保證氣密性使施工難度增加等。 為此，本文研究一種改進的結構：彈簧支撐ETFE枕式膜結構，即通過在枕式膜結構內部安裝彈簧來代替充氣，靠彈簧的彈性回復力支撐膜面，使膜面張緊從而抵抗外載。 本文首先對膜結構的發(fā)展歷史與應用情況，ETFE膜材的基本特性、ETFE薄膜結構的主要形式以及彈簧支撐枕式膜結構的開發(fā)背景進行簡單介紹；然后對彈簧支撐ETFE枕式膜結構的結構原理、結構形式和結構特點進行說明。 本文總結了適用于

3、彈簧支撐ETFE枕式膜結構的找形與荷載分析理論，采用根據非線性有限單元法編制的程序對彈簧支撐ETFE枕式膜結構進行找形與受力分析，并與通用有限元程序Ansys的分析結果相比較，驗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。 本文利用自編程序對彈簧支撐ETFE枕式膜結構進行了參數分析，考察了初始應力、矢跨比、彈簧剛度系數等參數對膜面應力和結構變形的影響，并針對若干種不同的參數組合，計算了每種情況下結構能夠達到的最大跨度。