判斷膜面中是否出現(xiàn)褶皺的方法有很多種,有研究人員采用張力場理論中的主應(yīng)力-主應(yīng)變判斷準(zhǔn)則,即當(dāng)較小主應(yīng)力6,≤0時(shí),認(rèn)為膜面處于褶皺狀態(tài).使用通用有限元軟件ANSYS,根據(jù)材料及設(shè)計(jì)參數(shù)建立膜面邊長為2.4m,反射面為2m×2m,跨數(shù)為5跨的模型,索使用link10單元進(jìn)行劃分,膜面使用shel41單元進(jìn)行劃分,并在單元剛度屬性中選擇只能受拉。
在傳統(tǒng)張拉方法和聯(lián)合張拉方法下,膜結(jié)構(gòu)景觀膜面反射面內(nèi)的較小的二主應(yīng)力6.m與位移約束u之間的關(guān)系可以看出,當(dāng)使用傳統(tǒng)張拉方法時(shí),隨著支撐結(jié)構(gòu)位移的增加6mm，迅速下降,其變化基本為線性。
當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)的位移為0.026mm時(shí),膜面中心處的較小的二主應(yīng)力減小到0,此時(shí)根據(jù)主應(yīng)力-主應(yīng)變判斷準(zhǔn)則,判斷出膜面出現(xiàn)褶皺。
有膜結(jié)構(gòu)景觀工程使用了上述內(nèi)外部懸索聯(lián)合張拉的方法,隨著支撐結(jié)構(gòu)位移的增加,膜面中的應(yīng)力的下降是非線性的;當(dāng)邊界位移為3.2mm時(shí),6.mn才為0,由此可以看出,在保障膜面發(fā)射面不出現(xiàn)褶皺的前提下,聯(lián)合張拉方法所能承受的支撐結(jié)構(gòu)的變形約為傳統(tǒng)方法的123倍。
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