高压双斜膜拱结构的试验研究及理论分析

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膜结构建筑是21世纪最具代表性的一种全新的建筑形式,是大跨空间结构的发展方向。膜结构集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学与计算机技术等为一体。不仅体现出结构的力量美,还充分表现出建筑师的设想。膜结构作为一种新的研究领域,它的研究还刚刚起步,国内外研究者寥寥无几,且大部分研究集中在低压气承式膜结构。而且所有研究都限于低压充气结构。我军为了提高野营住房水平,总后建筑工程研究所在低压气肋的基础上开发了高压双斜膜拱结构,为真实的掌握高压双斜膜拱结构的受力机理、薄弱位置及破坏形态,进行了足尺正位试验研究及理论分析,具有理论意义及工程应用价值,尤其对我军后勤保障意义重大。本文在分析与探讨双斜膜拱整体帐篷的受力机理及使用情况下,运用正位试验方法对其骨架高压双斜膜拱结构在控制荷载—雪载(积雪厚度是40~140mm)和风荷载(风速v=20.7m/s的8级风,风向与拱跨度方向平行)作用下进行了试验研究,得到了结构的荷载—位移关系曲线及结构的受力性能。同时,应用经典拱结构理论及有限元分析方法,对双斜膜拱结构进行了理论分析与探讨,并结合试验研究,获得了结构的屈曲形式及承载力,以及影响结构性能的主要因素:结构内压、矢跨比、倾角以及拱轴线。
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