充气膜结构设计计算的对比算例

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本算例为编制《充气膜结构技术规程》过程中的对比算例，气压、荷载的取值及分布等，用于数据对比，不能直接套用于工程，否则后果自负。

1. 计算模型

（1）长度250m、跨度120m，高度45m。

（2）初始工作内压 200Pa、初始膜预张力 2kN/m、初始索预拉力 10kN。

（3）膜材经向全部平行于Y轴。膜经向弹性模型取1000kN/m，纬向弹性模型取600kN/m，剪切模型取40kN/m，波桑比取0.2和0.3333，自重取0.01kN/m2。

（4）索截面积全部取255mm2，索弹性模量取1.6e8kN/m2，容重限7.85t/m3。

初始形态设计后的膜面初始预张力（经向）

初始形态设计后的膜面初始预张力（纬向）

初始形态设计后的索网初始预拉力

2. 荷载取值

（1）恒载取0.02kN/m2, 作用于所有膜面，按表面积计算

（2）雪载取0.4kN/m2，为便于对比，简化为作用于所有膜面，按投影面积计算；

（3）风荷载（为便于对比，仅计算1种风荷载工况，风沿Y向）

        a) 基本风压 0.6kN/m2

        b) 按B类场地计算高度系数

        c) 风振系数取1.3

        d) 体型系数：红色膜面+0.5、黄色-0.8、蓝色-0.5、绿色-0.7

风荷载体型系数分布

3. 荷载组合

（1） 恒载（内压200Pa）

            1.0G + 1.0P0

（2） 恒载+雪载（内压500Pa）

            1.3G + 1.0Pmax,s + 1.5Q

（3） 恒载+风载（内压550Pa）

            0.9G + 1.0Pmax,w + 1.5W

4. 各荷载组合工况作用下的计算结果

（1） 变形云图及数值

雪荷载作用下的合位移

风荷载作用下的Y向位移

风荷载作用下的Z向位移

（2） 膜面经向、纬向应力云图及数值

雪荷载作用下膜面最大主应力分布图

雪荷载作用下膜面经向应力分布图

雪荷载作用下膜面纬向应力分布图

风荷载作用下膜面最大主应力分布图

风荷载作用下膜面经向应力分布图

风荷载作用下膜面纬向应力分布图

（3） 索轴力云图及数值

雪荷载作用下索网拉力分布图

风荷载作用下索网拉力分布图