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索膜结构充电桩车棚的设计与荷载分析
编辑:山东飞博膜结构工程有限公司   时间:2020-12-11

  据悉, 索膜结构充电桩车棚的设计有荷载分析、找形分析及裁剪分析三阶段。在找形分析、荷载分析中, 目前, 市场内外学者大多采用动态松弛法, 非线性有限元法, 力密度法和能量法。相对于有限元法, 动态松弛法运算简单、节省内存, 因在每次迭代求解之时不需构成结构整体刚度的矩阵, 但此法运用成功与否依托于时间增量、节点虚拟质量、阻尼系数等参数的选择。

  有研究人员应用动态松弛法将索膜结构车棚进行了初始形态分析与静荷载分析, 引入节点刚度调整系数并提出刚度调整系数的经验取值, 越为方便灵活地控制计算的收敛, 并尝试采用不考虑时间增量和阻尼系数、计算过程只由结构刚度控制的直接刚度方法对结构进行计算。典型算例说明, 引入刚度调整系数, 使计算易于调控, 越易稳定, 相对固定参数越能适应多种类型结构的计算稳定, 发挥动态松弛法分析索膜等强非线性结构的优点。在找形分析中引入测地线单元, 加速了找形收敛速度。其中该索膜结构充电桩车棚的荷载分析如下:

  荷载分析包含的荷载类型有节点集中荷载、静荷载、均布压力荷载、雪荷载和风荷载。

  静荷载包括有材料的重量, 如索材、膜材、杆件等的重量。均布压力吸力)是指垂直作用于膜的表面的单位面积的压力, 例如充气膜结构的气压。由于单元几何位置与形状的变动, 故在每个迭代过程中都要重新计算单元当前的面积与法矢方向, 由当前的单元面积得出总压力, 然后均分到三节点, 再根据力的方向投影到整体坐标。

  与其它类型的荷载相比, 风荷载是作用较为复杂的荷载, 而且是膜结构的控制荷载。

  风载的作用受风向与作用表面的形状所影响。一般的结构分析将风载作为静力荷载来考虑。当前我国尚没有膜结构充电桩车棚风载体型系数的规范。风载计算采用一个文献提出的简化方法, 该方法由用户输入单位面积上作用的风压力、风向与轴的夹角, 则从风载方向与各单元法向矢量的夹角的方向余弦可求得垂直作用于各单元表面的风力, 分配至各节点, 再投影到整体坐标方向。故只要计算时定义风作用的方向, 取当地的基本风压值, 则可方便地以本方法计算。当然, 这是一种简化的计算方法, 对大型、重要的结构, 仍需进行风洞试验确定风压力系数。

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