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体育场膜结构看台抗风的能力受设计环节决定

2021-11-13 10:16:58

    膜结构体育场看台作为一种替代传统看台的新型建筑,具有轻巧、美观、施工快捷等优点。对于消费者来说,膜结构支架的牢固性和使用寿命更为重要,尤其是在开放空间中,大跨度的支架是否能承受强风的侵蚀非常重要。毕竟膜结构的膜材比水泥混凝土轻太多,容易受风力破坏。要保证体育场膜结构看台的抗风能力,设计环节至关重要。

膜结构体育看台

一、膜结构看台受风破损的原因

1. 膜在空气作用下的振动

当风绕过膜结构时,旋涡与空气分离流动,形成复杂的空气力。当膜结构的刚度较大时,整个结构保持静止,当膜结构的刚度较小时,结构的振动就会激发。

外长拉索也会因风雨而产生较大程度的振动,膜结构是典型的风敏感结构,自重轻、刚度低、固有频率低,尤其是膜结构看台,为悬挑式,体型变化较大,风的动力效应不容忽视。

  2、膜面抗撕裂能力强度低

膜片撕裂是一种常见于大风、大雪、骤雨等恶劣天气中的破坏现象。其主要原因是膜材料具有较高的抗拉强度,能承受纵向和横向的拉伸,但撕裂强度较低,撕裂方向的撕裂损伤要比直接拉伸严重得多。如果薄膜表面因局部应力集中而受到轻微损伤,在逐渐或瞬间切断一根或多根纤维后,将转变为撕裂力和撕裂。

3.膜结构支架的安装不达标。

(1)由于膜面过于扁平、预张力进行施加教育不到位或膜材徐变导致膜面松弛等原因分析都有可能使膜面整体结构刚度可以降低,在强风作用下膜面出现一个大幅度的反复发生摆动,从而能够引起膜材的撕裂;

(2) 连接松动、接头旋转受限或侧面电缆断裂也会导致薄膜材料撕裂;

(3)膜面的形状凹陷和膜材料的松弛,施工过程中不当提升和张拉引起的膜面局部应力集中,施工和实际工艺中膜面的开发等造成的不均匀积雪积水,也可能造成膜面的撕裂。

膜结构看台

二.膜结构看台的抗风设计

  1、风洞模型通过试验研究确定抗风数据

在体育场膜结构看台的抗风设计中,风荷载往往是主要的控制荷载。在确定风荷载标准值时,通常是根据《建筑结构荷载规范》中给出的50年一次的局部风压来确定基本风压,只有通过风洞模型试验才能更准确地确定膜结构表面的风压分布系数。

在风洞试验中,应准确模拟风速廓线、自然风湍流和雷诺效应。膜结构看台是一种轻质结构,在风荷载作用下具有很强的几何非线性,受特征湍流影响较大,风与结构的耦合作用不容忽视。因此,在条件允许的情况下,应进行膜结构的气动弹性模型试验,以获得更符合实际情况的"风振 "特性和风压分布数据。

  2、抗风设计可以考虑影响因素

(1) 当风速达到某一临界值时,设计中应考虑膜结构振幅持续增大直至结构破坏的自激振动(颤振等),以及振幅限制振动(涡激共振、抖振等)还应考虑在低风速下产生的风;

(2)在设计中,通过找形分析,使膜面处于恒张力状态,以提高膜面的抗风能力;

  (3)进行细胞膜结构看台设计时,为考虑风荷载的动力系统效应,在确定风荷载标值的同时,还应充分考虑“497”系数;

  (4)安装中通过对膜面施加预张力,使膜面在给定一个几何结构形状和边界经济条件下张紧,从而可以获得企业抵抗外荷载的能力。

体育场膜结构看台的抗风设计是保证其结构在强风作用下稳定的重要因素。此外,正确的安装也是避免薄膜因风力较小而损坏的一个重要因素,因此,如果你想站得更稳,你需要从设计开始,严格执行一些薄膜防风和防护措施。

山东利齐新材料有限公司成立至今,专注于膜结构设计、制作、安装以及篷房设计、生产、销售的公司,公司经营项目涉及膜结构车棚、膜结构污水池、张拉膜结构、膜结构看台、充气膜结构膜结构雨棚、7字型膜结构自行车棚等膜结构工程。

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