索膜結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：周小風(fēng)_0100 創(chuàng)建時(shí)間：2016-12-18
索膜結(jié)構(gòu)的實(shí)例教程
1 前言
索膜結(jié)構(gòu)造型優(yōu)美，富于時(shí)代氣息，從其誕生起，就得到了工程界的廣泛重視并且得到了長足的發(fā)展。整體張拉索膜結(jié)構(gòu)是一種依靠膜自身的張力以及拉索共同組成的結(jié)構(gòu)體系，該類結(jié)構(gòu)主要由張拉索和上覆膜材料組成，其中拉索分為谷索、脊索和其他輔助索等，在此類結(jié)構(gòu)中膜單元可以得到充分張拉，能夠承受一定荷載。由于張拉索膜結(jié)構(gòu)體型輕盈，造型美觀，材料利用率極高，特別適合于大跨度建筑，因而在體育館、美術(shù)館、機(jī)場等大跨結(jié)構(gòu)屋蓋工程中得到應(yīng)用。例如1967年蒙特利爾世博會德國館就是最早的張拉索膜結(jié)構(gòu)，它由8根高低錯(cuò)落的桅桿支撐起索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在索網(wǎng)上張拉高強(qiáng)度膜材料。另外1988年美國建成的圣迭戈會議中心展覽廳，以及1993年建成的新丹佛國際機(jī)場（見圖1）等均采用了整體張拉索膜結(jié)構(gòu)。
圖一 新丹佛國際機(jī)場
索膜結(jié)構(gòu)是一種柔性張拉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)自身剛度不能維持一個(gè)穩(wěn)定的初始平衡形狀，依靠預(yù)應(yīng)力提供的幾何剛度對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的機(jī)構(gòu)位移進(jìn)行約束，賦予結(jié)構(gòu)一定的初始形狀，構(gòu)成自平衡體系，從而使體系可以成為結(jié)構(gòu)。索膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的幾何非線性特點(diǎn)，使其具有不同于其他結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法，因此膜結(jié)構(gòu)的找形和受載分析逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。ANSYS作為工程模擬的大型通用有限元計(jì)算軟件，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在理論和算法上都趨于成熟，特別是在結(jié)構(gòu)非線性（包括幾何非線性和材料非線性）的求解分析方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性，可以考慮大變形效應(yīng)、應(yīng)力剛化效應(yīng)、預(yù)應(yīng)力效應(yīng)等，并且可對結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、瞬態(tài)動力分析、諧響應(yīng)分析等動力分析，因此基于ANSYS的索膜結(jié)構(gòu)分析和研究越來越受到科研人員和設(shè)計(jì)公司的重視。本文結(jié)合某一實(shí)際工程的算例分析來闡述ANSYS軟件在整體張拉索膜結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)研究中的應(yīng)用。
展開 圖16: 膜面預(yù)應(yīng)力增加至原來的1.5倍
圖17: 膜面預(yù)應(yīng)力減小至原來的一半
四．結(jié)論
本文針對建筑結(jié)構(gòu)中常見的索膜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題－找形，提出了ANSYS進(jìn)行找形分析的解決方案，并用實(shí)例驗(yàn)證了這種方法的有效性。以此為基礎(chǔ)，可以進(jìn)一步使用ANSYS的強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析、多物理場分析技術(shù)非常方便有效地針對找形得到的索膜結(jié)構(gòu)平衡形態(tài)，考慮該結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的相互作用以及復(fù)雜載荷物理環(huán)境，從系統(tǒng)級、耦合的層次進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析以校核其受力性能、安全性能，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
有效地實(shí)現(xiàn)索膜找形分析也將進(jìn)一步拓展ANSYS在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
展開 RecurDyn可不可以進(jìn)行衣服布料仿真和索膜結(jié)構(gòu)仿真？
問：Recurdyn可不可以進(jìn)行衣服布料仿真和索膜結(jié)構(gòu)的仿真？
答：可以進(jìn)行索膜仿真，布料形變也可以，但是不能進(jìn)行撕裂破損仿真。
EDEM與RecurDyn耦合問題
問：EDEM與Recurdyn耦合，顆粒落在皮帶上彈跳，那改顆粒參數(shù)還是改皮帶參數(shù)呢？Recurdyn皮帶的彈性模量需要改嗎？
答：需要在EDEM中設(shè)置wall的參數(shù)，在Recurdyn中也要給皮帶設(shè)置真實(shí)的物理屬性。
履帶仿真問題
問：怎么把建立的剛性履帶合并到一起，柔性化以后添加接觸和約束，讓它能仿真成功？
答：可以通過Bushing來連接。
RecurDyn是否支持變質(zhì)量物體的仿真？
問：RecurDyn是否支持變質(zhì)量物體的仿真？
展開 工程實(shí)例，寶安體育場的索膜結(jié)構(gòu)
寶安體育場（圖片來源：百度百科）
ABAQUS實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮鋼拱的膜結(jié)構(gòu)模型
分析結(jié)果——膜結(jié)構(gòu)
3D3S（也是一款空間結(jié)構(gòu)、平面結(jié)構(gòu)、空間桁架、平面桁架都能計(jì)算的程序，一些規(guī)則性的結(jié)構(gòu)我們都用PKPM計(jì)算、另外一些不規(guī)則的3D3S首選）
3D3S鋼結(jié)構(gòu)—空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件是同濟(jì)大學(xué)獨(dú)立開發(fā)的CAD軟件系列，同濟(jì)大學(xué)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。該軟件在鋼結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有獨(dú)創(chuàng)性，填補(bǔ)了國內(nèi)該類結(jié)構(gòu)工具軟件的一個(gè)空白。截止2006年12月31日，3D3S的注冊用戶總數(shù)為1890家，基本覆蓋了各大鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位和鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)。目前國內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一線都能看到3D3S軟件的身影。
3D3S軟件提供以下四個(gè)系統(tǒng)：3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、3D3S鋼結(jié)構(gòu)實(shí)體建造及繪圖系統(tǒng)、3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算與分析系統(tǒng)、3D3S輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪圖系統(tǒng) 。
系統(tǒng)描述
3D3S鋼與空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括輕型門式剛架、多高層建筑結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、鋼管桁架結(jié)構(gòu)、建筑索膜結(jié)構(gòu)、塔架結(jié)構(gòu)及幕墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與繪圖，均可直接生成Word文檔計(jì)算書和AutoCAD設(shè)計(jì)及施工圖。
展開 
索膜結(jié)構(gòu)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
索膜結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
機(jī)場航站樓,作為每個(gè)城市的標(biāo)志性建筑,外形新穎、規(guī)模巨大、功能復(fù)雜,其結(jié)構(gòu)通常采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)、玻璃(金屬或石材)幕墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)、金屬屋面結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)等。利用BIM技術(shù)構(gòu)建T1航站樓三維可視化模型,對建筑空間動態(tài)管理、鋼結(jié)構(gòu)及圍護(hù)系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)管理。
RecurDyn可不可以進(jìn)行衣服布料仿真和索膜結(jié)構(gòu)仿真？
問：Recurdyn可不可以進(jìn)行衣服布料仿真和索膜結(jié)構(gòu)的仿真？
答：可以進(jìn)行索膜仿真，布料形變也可以，但是不能進(jìn)行撕裂破損仿真。
螺栓連接、勁鋼（管）與鋼筋的連接，勁鋼（管）制作、安裝，混凝土
砌體結(jié)構(gòu) 磚砌體，混凝土小型空心砌塊砌體、石砌體，填充墻砌體，配筋磚砌體
鋼結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu)焊接，緊固件 連接，鋼零部件加工，單層鋼結(jié)構(gòu)安裝，多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝，鋼結(jié)構(gòu)涂裝、鋼構(gòu)件組裝，鋼構(gòu)件預(yù)拼裝，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝，壓型金屬板
木結(jié)構(gòu) 方木和原木結(jié)構(gòu)、膠合木結(jié)構(gòu)、輕型木結(jié)構(gòu)，木構(gòu)件防護(hù)
網(wǎng)架和索膜結(jié)構(gòu)
眾所周知，預(yù)應(yīng)力索結(jié)構(gòu)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，有索膜、索支結(jié)構(gòu)等等，斜拉橋也是比較常見的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，那么對于這類大跨度的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)突然出現(xiàn)桿件破斷或者失效時(shí)，整體結(jié)構(gòu)有何影響？結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生連續(xù)倒塌？對其使用功能還能否保持完整性？都是值得研究的問題。有需要的朋友歡迎留言或者私信。
工程實(shí)例，寶安體育場的索膜結(jié)構(gòu)
寶安體育場（圖片來源：百度百科）
ABAQUS實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
考慮鋼拱的膜結(jié)構(gòu)模型
分析結(jié)果——膜結(jié)構(gòu)
應(yīng)用方向有，建筑物、地震計(jì)算、電站、廠房、海上或近海工程、橋梁工程、預(yù)應(yīng)力、非線性混凝土、隧洞工程、基礎(chǔ)工程、地質(zhì)力學(xué)、土力學(xué)問題、大壩工程、索膜結(jié)構(gòu)、特殊建筑結(jié)構(gòu)等。
邊坡工程
隨著近年來國家基本建設(shè)力度的加大,工程建設(shè)中遇到的邊坡穩(wěn)定問題相應(yīng)的增多。事實(shí)上，在邊坡的施工及運(yùn)營過程中，邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，且邊坡一旦失穩(wěn)，其往往帶來嚴(yán)重后果。
白色犀牛
2001年，日本川口建一教授設(shè)計(jì)了一座索膜結(jié)構(gòu)“White Rhino”，采用了2個(gè)張拉整體單元作為索膜的主要支撐構(gòu)件，可能是張拉整體結(jié)構(gòu)在建筑類結(jié)構(gòu)中的首次應(yīng)用。
COPRA.RF.v2005.SR1-ISO 1CD(設(shè)計(jì)檢驗(yàn)軋輥的虛擬現(xiàn)實(shí)的集成軟件)
Forten 2000 v1.90.0d 1CD（索膜結(jié)構(gòu)分析軟件）
MYCAD_MYCHIP_STATION_V6.4
Autodesk.Robot.Structural.Analysis.Pro.v2011 1DVD
PVCAD.V3.5
Cadence.OrCAD.v16.5-ISO
英文資料+Flow 3D 初級入門教程
Ucam v8.5.1 WinALL 1CD完整好用
Creo Elements view10.0F0-00 win32+proe 5.0教程
AVL Cruise v2010.0.2-ISO送官方全套教程
synopsys.saber.vc.v2010
IES.PetroMod.v11
Forten 2000 v1.90.0d 1CD（索膜結(jié)構(gòu)分析軟件
COPRA.RF.v2005.SR1-ISO 1CD(設(shè)計(jì)檢驗(yàn)軋輥的虛擬現(xiàn)實(shí)的集成軟件)
Forten 2000 v1.90.0d 1CD（索膜結(jié)構(gòu)分析軟件）
MYCAD_MYCHIP_STATION_V6.4
Autodesk.Robot.Structural.Analysis.Pro.v2011 1DVD
PVCAD.V3.5
Cadence.OrCAD.v16.5-ISO
