检索结果-内蒙古大学图书馆

空间结构 2006年第1期12卷 43-47,31页

作者：许晶薛素铎向阳北京工业大学建筑工程学院北京100022 北京思博福瑞空间结构技术有限公司北京100102

随着气枕式ETFE膜结构在北京2008奥运会国家游泳中心的大面积使用,这种结构形式在国内受到了越来越多的关注.本文对气枕式ETFE膜结构的初始形态分析进行了研究.首先利用AN SY S通用有限元软件配合APDL语言进行编程,完成了对膜结构初始... 详细信息

随着气枕式ETFE膜结构在北京2008奥运会国家游泳中心的大面积使用,这种结构形式在国内受到了越来越多的关注.本文对气枕式ETFE膜结构的初始形态分析进行了研究.首先利用AN SY S通用有限元软件配合APDL语言进行编程,完成了对膜结构初始形态的模拟,并对该方法进行了验证,得到了满意的结果.在此基础上对气枕式ETFE膜结构进行了初始形态分析,并对计算结果进行了讨论,为ETFE气枕式膜结构的设计在理论上作了一些有益的探索.

关键词： ETFE膜材气枕膜结构初始形态

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气枕式ETFE膜结构的找形分析

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空间结构 2009年第4期15卷 53-55,59页

作者：刘开国中南建筑设计院湖北武汉430071

对气枕式ETFE膜结构的找形分析进行了研究.由薄膜理论导得膜结构的微分方程,并采用弹性力学的扭转分析法进行求解.文中给出了矩形、等边六边形、椭圆形、圆形、等边三角形、完整扇形及任意扇形等ETFE气枕的找形计算公式,这些公式对气枕... 详细信息

对气枕式ETFE膜结构的找形分析进行了研究.由薄膜理论导得膜结构的微分方程,并采用弹性力学的扭转分析法进行求解.文中给出了矩形、等边六边形、椭圆形、圆形、等边三角形、完整扇形及任意扇形等ETFE气枕的找形计算公式,这些公式对气枕式ETFE膜结构的设计具有一定参考价值.此外,对ETFE气枕的边缘构件进行了分析,并给出了设计建议.

关键词： ETFE膜材气枕膜结构找形分析

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气枕式ETFE膜结构的静力分析

气枕式ETFE膜结构的静力分析

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作者：许晶北京工业大学

学位级别：硕士

本文主要对气枕式ETFE 膜结构进行了静力分析研究。首先,对国内外膜结构的发展、特点及膜结构设计计算中的重要理论问题进行了全面的总结。在此基础上,针对气枕式ETFE 膜结构近几年工程应用的逐渐兴起而相关理论研究不够成熟的情况,本... 详细信息

本文主要对气枕式ETFE 膜结构进行了静力分析研究。首先,对国内外膜结构的发展、特点及膜结构设计计算中的重要理论问题进行了全面的总结。在此基础上,针对气枕式ETFE 膜结构近几年工程应用的逐渐兴起而相关理论研究不够成熟的情况,本文做了以下研究工作: 1) 提出了气枕式ETFE 膜结构初始形态分析的研究思路,根据这个思路,利用ANSYS 软件配合APDL 语言进行编程,实现了对气枕式膜结构初始形态的模拟,为气枕式ETFE 膜结构的工程设计提供了一种新的设计思路。 2) 对气枕式ETFE 膜结构进行了全面的初始形态分析,详细进行了初始形态下的参数研究,得到了初始形态下膜面应力随气枕跨度、高度等参数变化的规律。 3) 分析了荷载作用下气压荷载变化规律,并利用ANSYS 软件配合APDL 语言进行编程,完成了气枕式ETFE 膜结构在外荷载作用下的分析。 4) 对气枕式ETFE 膜结构进行了全面的受力性能分析,详细进行了荷载作用下的参数研究,得到了受荷状态下气枕的位移、最大应力随初始内压等参数变化的规律。 5) 研究了气枕式ETFE 膜结构边缘构件的受力特性。本文旨在通过对该课题的研究,为气枕式ETFE 膜结构的工程设计在理论上做出一些有益的探索,为ETFE 膜材在工程中的进一步应用提供借鉴,为工程设计提供参考。

关键词：膜结构 ETFE 膜材气枕初始形态静力分析

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ECTFE气枕充气过程的试验与模拟分析研究

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空间结构 2021年第3期27卷 68-73页

作者：刘昶江赵兵陈务军上海交通大学空间结构研究中心上海200240

基于250μm厚的ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物,ethylene-chloro-tri-fluoro-ethylene)薄膜单轴拉伸试验,国内首次设计制作了一个边长1.0m的正六边形ECTFE气枕,进行了不同内压平面充气成形试验,通过三维摄影测量测定膜面几何,得到了膜面... 详细信息

基于250μm厚的ECTFE(乙烯-三氟氯乙烯共聚物,ethylene-chloro-tri-fluoro-ethylene)薄膜单轴拉伸试验,国内首次设计制作了一个边长1.0m的正六边形ECTFE气枕,进行了不同内压平面充气成形试验,通过三维摄影测量测定膜面几何,得到了膜面在不同内压下的变形.采用各向同性模型对气枕的充气成形过程进行了数值模拟,得到了膜面应力、应变和变形.试验和数值模拟结果对比表明:随着内压的增加,ECTFE气枕矢高逐渐增大;膜面应力最大值点分布在膜面中心区域,并向边界扩散;应变最大值点位于边界中部,并向膜面中心扩散.本文研究对ECTFE薄膜气枕应用具有参考价值.

关键词：乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)薄膜气枕平面裁切充气成形

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ETFE气枕的力学分析及其蒙皮效应的研究

ETFE气枕的力学分析及其蒙皮效应的研究

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作者：王鹏哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

奥运场馆“水立方”的出现,使人们认识了ETFE气枕结构。ETFE气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... 详细信息

奥运场馆“水立方”的出现,使人们认识了ETFE气枕结构。ETFE气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ANSYS中找形的一般规律,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MATLAB程序。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。

关键词：气枕找形内压蒙皮效应

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考虑褶皱影响的气枕承载能力与风致振动研究

考虑褶皱影响的气枕承载能力与风致振动研究

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作者：曹旭晶北京交通大学

学位级别：硕士

充气膜作为一种自重轻、透光性好、外形美观的结构形式,近年来被广泛运用于水立方等大跨结构,以及航空航天可展开结构中。气枕结构是充气膜结构的一种,气枕结构由内充气体和外部膜材组合而成,内充气体为气枕提供结构刚度,因此如何考虑... 详细信息

充气膜作为一种自重轻、透光性好、外形美观的结构形式,近年来被广泛运用于水立方等大跨结构,以及航空航天可展开结构中。气枕结构是充气膜结构的一种,气枕结构由内充气体和外部膜材组合而成,内充气体为气枕提供结构刚度,因此如何考虑气枕的内充气体,对气枕的力学性能有着重要的影响;外部膜材是为气枕提供预应力并维持气枕构形的主要构件,由于薄膜的抗弯刚度较小,受到压应力作用会发生局部屈曲,产生褶皱变形,影响气枕结构的力学性能,因此褶皱变形对气枕结构的有着重要的影响。气枕结构作为一种轻质结构,具有风敏感的特点,因此需要对气枕结构进行风致响应分析。因此本文考虑气膜耦合作用的影响,研究了褶皱变形对气枕结构的承载能力和风振响应的影响,并研究了气枕流固耦合作用的影响因素。本文通过将内充气体等效为有势流体,考虑气-膜耦合作用的影响;基于板壳稳定理论,考虑褶皱变形的影响,将考虑褶皱变形影响与不考虑褶皱变形影响的的结果进行对比,研究了褶皱变形对气枕的承载能力和风振响应的影响。通过将风荷载等效为静力边界条件,研究风压力和风吸力作用下气枕的承载能力。将考虑褶皱变形影响与不考虑褶皱变形影响的的结果进行对比,研究皱褶变形对气枕的风压时程分析和流固耦合分析的影响,并通过对比风压时程分析和流固耦合分析的结果,研究了气枕的流固耦合作用及其影响因素。本文具体研究内容如下:1)基于板壳稳定理论,建立了考虑褶皱变形影响的正六边形气枕有限元模型。将风荷载等效为静力边界条件,对气枕进行承载能力分析,通过将结果与不考虑褶皱变形影响的结果对比,研究不同参数变化时,在风压力和风吸力作用下,褶皱变形对气枕的承载能力的影响。2)基于TPU数据库提供的风压时程,将风压时程施加在方形气枕上膜面,对气枕进行风压时程分析,研究褶皱变形对气枕风压时程分析的影响,主要研究了风速、风向角和气枕初始内压的影响。3)建立外部流场模型,在流场的入口处设置层流模型,对考虑褶皱变形影响的方形气枕进行流固耦合分析,研究褶皱对气枕流固耦合分析的影响,主要研究了风速、风向角和气枕初始内压的影响。4)将方形气枕流固耦合分析和风压时程分析的结果进行对比,研究了气枕的流固耦合作用及其影响因素,并对气动阻尼和附加质量如何影响流固耦合效应进行了分析。5)结果表明:在承载能力分析中,考虑褶皱变形会使气枕承载能力提前进入下降段;初始内压增大,气枕的承载能力先增大后减小;矢跨比增大,气枕承载能力先减小后增大;气枕尺寸增大,承载能力先增大后减小。在风压时程分析中,风速增大,膜面差异增大;风向角改变,膜面差异向风向角对角线位置偏移;气枕初始内压增大,膜面差异逐渐减小。在流固耦合分析中,风速增大,膜面差异增大;风向角改变,膜面差异向风向角对角线位置偏移;气枕初始内压增大,膜面差异逐渐减小。对流固耦合影响因素的研究中,气动阻尼加速气枕风振响应的幅值和频率的衰减,且对膜面位移和应力的影响更大;附加质量会加速气枕速度和加速度响应的衰减。本文的研究有助于准确反映褶皱变形对气枕静力和动力响应以及气-膜流固耦合作用的影响,保证气枕设计的合理性和工程应用的可靠性。

关键词：气枕褶皱板壳稳定理论有限元分析风振响应流固耦合

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内充气体对气枕力学性能影响的研究

内充气体对气枕力学性能影响的研究

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作者：陈瑛涛北京交通大学

学位级别：硕士

气枕式充气膜结构由于自重轻、造型丰富、折叠体积小,广泛应用于水立方等大跨结构中。当气枕受外部荷载作用或者发生振动时,膜面的位移会使气枕的内压发生变化,导致气枕的刚度发生改变,进一步影响气枕的变形,体现为内充气体与外部膜材... 详细信息

气枕式充气膜结构由于自重轻、造型丰富、折叠体积小,广泛应用于水立方等大跨结构中。当气枕受外部荷载作用或者发生振动时,膜面的位移会使气枕的内压发生变化,导致气枕的刚度发生改变,进一步影响气枕的变形,体现为内充气体与外部膜材之间相互作用的特点;同时,由于薄膜质量较轻,内充气体的质量与外部膜材的质量处于同一数量级,也会影响气枕的力学性能。由此可见,内充气体对气枕力学性能影响较大,如何考虑内充气体在充气膜结构中的作用至关重要。对内充气体作用进行定量分析,有助于充分认识气枕的静力性能和动力性能。本文通过将内充气体等效为有势流体,对气枕进行了静力分析和自振特性分析,分别与将内充气体等效为静力边界条件以及假定内充气体满足理想气态方程的方法进行对比,研究了内充气体作用对气枕静、动力特性影响规律。基于内充气体的影响规律,提出了简化的气膜耦合方法,并对其准确性和不同影响因素下的精度进行了分析和验证。本文具体研究内容如下:1)在ADINA软件中建立充气膜气枕的有限元模型,将充气膜内充气体等效为有势流体,对气枕进行静力分析和动力特性分析,通过与将内充气体等效为静力边界条件以及假定内充气体满足理想气态方程两种方法进行对比,研究内充气体对充气膜力学性能的影响规律以及随初始内压、膜厚、尺寸和矢跨比等参数的变化规律。2)通过研究气枕在外部静力荷载作用下内压、体积以及内充气体密度的变化规律,提出了简化的气膜耦合方法,通过与有势流体方法进行对比,验证了方法的合理性和精确性。在静力学和动力学分析中进一步研究了在尺寸、矢跨比、膜厚、初始内压等参数影响下,简化耦合方法考虑内充气体作用的精确程度。研究结果表明:由于内充气体的质量效应以及与外部膜材的耦合作用,内充气体会对气枕的力学性能产生显著影响。静力分析中,内充气体作用会使气枕位移减小,应力增大;动力特性分析中,内充气体作用会使上下膜面的模态协同振动,气枕自振频率减小。内充气体对气枕静力和动力的的影响随初始内压和尺寸的增大而增大,随膜厚和矢跨比的增大而减小。本文提出的简化的气膜耦合方法,能够准确的反映气枕的内充气体作用,可以用于考虑内充气体作用的充气膜有限元分析。

关键词：气枕内充气体作用有势流体有限元分析简化的气膜耦合方法

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气枕式ETFE膜结构的初始形态分析

气枕式ETFE膜结构的初始形态分析

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首届全国建筑结构技术交流会

作者：向阳许晶薛素铎北京思博福瑞空间结构技术有限公司北京工业大学建筑工程学院北京工业大学建筑工程学院

利用ANSYS通用有限元软件配合APDL语言根据实际情况进行编程,完成了对膜结构初始形态的模拟,并对该方法进行了验证,得到了满意的结果。在此基础上对气枕式ETFE膜结构进行了初始形态分析,并对计算结果进行了讨论。为ETFE气枕式膜结构的... 详细信息

利用ANSYS通用有限元软件配合APDL语言根据实际情况进行编程,完成了对膜结构初始形态的模拟,并对该方法进行了验证,得到了满意的结果。在此基础上对气枕式ETFE膜结构进行了初始形态分析,并对计算结果进行了讨论。为ETFE气枕式膜结构的设计在理论上作了一些有益的探索。

关键词： ETFE膜材气枕膜结构初始形态

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可变透光ETFE气枕光热性能研究

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建筑热能通风空调 2021年第11期40卷 11-15,84页

作者：郑晓宇何伟赵万方庾汉成秦明辉合肥工业大学土木与水利工程学院青海建筑职业技术学院

本研究基于合肥市气候条件定制了一种可变透光ETFE气枕。通过Grasshopper平台建立了典型办公室模型和光热联合模拟程序。同时,在合肥市搭建了一个等比例缩小的办公室模型,通过实验验证软件模拟结果。全年动态采光和能耗模拟表明:可变透... 详细信息

本研究基于合肥市气候条件定制了一种可变透光ETFE气枕。通过Grasshopper平台建立了典型办公室模型和光热联合模拟程序。同时,在合肥市搭建了一个等比例缩小的办公室模型,通过实验验证软件模拟结果。全年动态采光和能耗模拟表明:可变透光ETFE气枕可以有效降低临窗区域照度,增加全年有效采光(450气枕相较于透明双层玻璃窗拥有更低的太阳得热系数,并能适应室外太阳辐射率变化。在合肥地区气候条件下,本研究所选用的可变透光ETFE气枕相较于透明双层玻璃窗可以减低建筑全年16.33%的能耗。

关键词： ETFE 气枕 Grasshopper 光环境能耗建筑模拟

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一种ETFE膜气枕采光顶结构及其施工方法

一种ETFE膜气枕采光顶结构及其施工方法

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作者：丛沛沛 516000 广东省惠州市惠州仲恺高新区和畅西三路16号厂房B第三层

本发明公开了一种ETFE膜气枕采光顶结构及其施工方法，包括多块ETFE膜气枕，相邻ETFE膜气枕之间设置有耦合框，ETFE膜气枕的下端面上设置有连接槽，耦合框上贯穿有与连接槽相连接的锁紧组件，通过锁紧组件将耦合框锁紧在相邻ETFE膜气枕... 详细信息

标准号: CN118361060A

本发明公开了一种ETFE膜气枕采光顶结构及其施工方法，包括多块ETFE膜气枕，相邻ETFE膜气枕之间设置有耦合框，ETFE膜气枕的下端面上设置有连接槽，耦合框上贯穿有与连接槽相连接的锁紧组件，通过锁紧组件将耦合框锁紧在相邻ETFE膜气枕之间，耦合框作为ETFE膜气枕的骨架结构，使得ETFE膜气枕整体具有较高强度；在锁紧状态的耦合框能够对相邻ETFE膜气枕起到牢固的连接作用，通过锁紧组件与连接槽之间的连接，避免在ETFE膜气枕上开设有贯穿孔连接，由此可以保证ETFE膜气枕的密封性，可防止采光顶结构漏水；本采光顶结构，只需将锁紧组件固定在安装平面，再对锁紧组件操作使其锁紧耦合框和ETFE膜气枕，从而完成采光顶结构的安装，在安装操作上得到较大程度的简化。

关键词：气枕耦合锁紧组件采光顶连接槽安装操作安装平面骨架结构锁紧状态组件操作贯穿孔密封性对锁多块框锁漏水锁紧下端贯穿施工保证

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