膜结构停车棚的设计过程:
1 形态分析
形态分析包括结构初始形状的确定和结构初始几何态的分析,即找形分析的过程。其目的是确定满足控制点边界条件和初始预应力荷载平衡条件的膜结构停车棚形状,以及与之相关的初始预应力分布。结构在外部荷载作用下从初始状态变形至工作状态的问题是弹性和弹塑性变形问题,可以采用非线性有限元予以求解。
2 荷载分析
荷载分析是检验结构能否在实际环境中风、雨或雪等荷载作用下正常工作,不发生过大的变形和不出现褶皱和松弛。在进行荷载分析时,应对计算的各个单元中的****应力和最小应力进行判断。若在迭代过程中出现膜的褶皱或松弛,应相应修改其单元本构矩阵后再进行下一步的迭代。
3 裁剪分析
膜结构停车棚的裁剪分析是膜结构停车棚设计中的一个关键技术。现有研究裁剪的工作是在基于形状判定和荷载分析之后的特定几何外形上进行的。裁剪分析中最棘手的问题是考虑初始预应力造成的膜材经纬方向的伸长对裁剪下料的影响。膜结构停车棚是张力结构的一种,其整体刚度主要由初始预应力提供,单片膜材的裁剪和拼接是在无应力状态下进行的,而结构张成后膜材必须处于全张力状态。裁剪分析方法可分为3大类:物理模型方法、几何模型方法、平衡模型方法。