ETFE气枕的力学分析及其蒙皮效应的研究

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1、ETFE气枕的力学分析及其蒙皮效应的研究奥运场馆“水立方”的出现，使人们认识了 ETFE气枕结构。ETFEH枕作为一种新型的建筑围护结构，有轻质、透光、耐火性好等诸多优点。但是ETFE气枕 结构没有现行的技术规范和依据来指导设计。本文以此为背景, 对这种新型的气枕结构的力学性能和蒙皮效应进行了分析研究。 论文先回顾了充气膜结构的发展, 膜材的发展, 分析了膜结构三种数值分析方法的优缺点。在气枕结构找形时, 提出了两个关键因素 , 预应力和内压。总结了气枕结构在ANSY外找形的一般规律，并对正三角形，矩形，正六边形气枕结构进行了初始形态的找形。利用壳体的无矩理论, 对圆形和四边形充气膜找形进行了

2、理论推导。接着以矩形气枕结构为例 , 编制了计算气枕结构体积的MATLA毓序。计算了矩形气枕结构在 7 种荷载工况下的变形和膜面的应力分布, 对此种结构受力的特点有了直观的认识。进行了气枕结构的参数分析研究, 得到了膜面应力和矢高、膜厚、矢跨比之间的关系。对实际工程给出了气枕结构合理的膜厚、矢跨比 , 并对不同跨度的气枕给出了充压建议值。对气枕结构的边缘杆件受力特点进行了分析 , 得出了初始态和荷载态下边缘杆件的受力特点。对有ETFE气枕结构的钢框架和纯钢框的抗侧刚度、前六阶模态振型进行了计算分析。最后，进行了 ETFE气枕模型的找形、充气加压和加载实 验。得到了膜面应力和矢高, 与模拟的结果进行了对比分析, 得到了满意的结果。