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                      膜結構自行車棚滑移索單元問題的研究分析
                      編輯:山東雙天金屬制品有限公司   時間:2021-02-23

                        在實際膜結構自行車棚工程中,索膜結構常常靠施加預拉力以提供剛度,這種預拉力是在施工過程中通過張拉膜和索的端頭來完成的。在結構實際的張拉及受力過程中,索和膜之間是可滑動的,這個滑動過程是通過膜面固定不動,而索在膜面上的滑動來實現的,因此結構內力分布較均勻。

                        在現有的薄膜結構計算程序中,對索和膜之間的滑動均未作考慮,認為索和膜之間在節點處相互卡緊,索不能在膜面上滑動,這與索和膜的實際的工作原理不相符。因此,有學者將就索與膜間的滑動進行了初步探討。

                        在實際的索膜結構自行車棚中,索和膜之間存在一些摩擦力,因此索膜之間的滑動不能是沒摩擦的。解決工程中索膜間滑動的問題,應當依次由兩方面進行著手∶

                        (1)不考慮索膜間的互相摩擦,解決無摩擦時兩者之間的滑動;

                        (2)通過試驗,測定索膜之間相互摩擦系數,求得摩擦力,再考慮有摩擦時,索膜之間的滑動。

                        目前,就懸索結構中的索與索之間的滑移,我國學者曾針對礦山索道、游覽索道之中的滑移問題提出過索的變原長計算模型,這種方法以改變力在索上的作用位置來實現索的滑移,當索端部的張力未知時就不適用;也有人利用五個節點的曲線索單元,建立滑移索單元求解模式,來進行求解。但這些理論均只應用于懸索結構中,并且其計算理論也較為繁瑣。

                        有學者在不考慮索膜之間的相互摩擦,先是著手于解決無摩擦時兩者之間的滑動,為越進一步解決實際工程中存在摩擦的索膜之間的滑移提供條件,其針對滑移問題,提出了一種新的方法,把索段細化成為索單元,運用改進之后的二節點直線索單元進行了滑移索單元的計算。推導了滑移索單元的非線性剛度矩陣,闡述了滑移的基本原理及具體的迭代求解方法,并用這種方法編制了靜力分析程序,使之應用于滑移索單元的分析。

                        針對膜結構自行車棚結構中常用的形式一傘形結構,進行了考慮滑移和不考慮滑移的比較分析,得出了以下結論∶

                        (1)對于邊索Cable1和脊索Cable2考慮滑移時可顯明減低同一根索上各索段之間的內力,使之變得均勻,而此時該索上各節點坐標變化不大。

                        (2)根據結構上三個控制點之間的膜單元在考慮滑移與不考慮滑移兩種情況時的應力。可看出考慮滑移時膜單元的應力變得均勻,較不考慮滑移時,應力大的單元,當考慮滑移時應力變小;應力小的單元,當考慮滑移時應力變大;從而使應力變得較均勻。

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