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膜结构幕墙规划风荷载

荷载及许用应力


1、膜结构幕墙的荷载:固定荷载(G),雪(S),风压力(W),地震力(K),初期张力(Ti),内压(Pi)。


2、膜结构最劲风荷载时,变形较大,其形状和初始形状可能会有较大差异,传统的按初始形状断定风载体形系数的办法可能差错较大,依照受载变形后的形态来断定风载体形系数又是一个非线性课题,加上膜结构的外形改变多异,现行荷载标准中,鲜有关于膜结构风载体形系数的详细条款。在参照现有标准断定膜结构幕墙的风荷载时,理解不同,规划取值常相差很大。因此幕墙风载体形系数系数宜以风洞试验为准。


3、膜结构风洞试验很重要,但费用贵重。早在70年代,日本大阪万国博览会美国馆就做过膜结构风洞试验。该馆是世界上最早的大型充气膜结构,内压支撑,有索补强。风洞试验测定了膜面动风压力,膜面铅垂位移和加速度,索的铅垂加,速度,索的端部静张力等。结果表明存在膜片凹凸的影响,凸部中心产生最大负压,凹部的负压是最大负压的1/2以上,平均风压系数为-0.7,屋面与索的固有频率为1.6Hz。


风载过大损坏的比如,日本熊本穹顶的跨度107米、直径128m、高40m,膜结构为周边支撑,双层充气膜的规划风压302kgf/m2,常时内压30mmAq,强风(高10m处的平均风速15m/s)时内压60mmAq,内压由三台鼓风机保持。99年18号台风使日本熊本穹顶的双层充气膜结构损坏,现场实测风速(高10m):10分钟平均风速是27.6m/s,瞬间最劲风速49.3m/s,为该区域400年的最劲风速。损坏现象为1层大型反转门确定破损,22处翻开,上层索一根折断,二层空气膜的上膜、下膜破损,支撑结构损坏,双层玻璃悉数破损。


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