本文關(guān)鍵詞： ETFE氣枕 共同作用 數(shù)值模擬 承載力分析 失效準(zhǔn)則　出處：《工程力學(xué)》2014年09期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：將ETFE氣枕的內(nèi)充氣體假定為勢流,聯(lián)立內(nèi)充氣體波動(dòng)方程和外部膜材動(dòng)力方程并引入界面協(xié)調(diào)條件和邊界條件得到氣枕系統(tǒng)的共同作用有限元方程;基于該方程建立了ETFE氣枕有限元模型并對其進(jìn)行了形態(tài)分析和荷載分析,通過與已有測試結(jié)果對比驗(yàn)證了該文數(shù)值模型的有效性。此外,通過承載力分析確定了ETFE氣枕的破壞模式及失效準(zhǔn)則;分別研究了尺寸、矢跨比及膜厚等參數(shù)對氣枕承載力與內(nèi)壓關(guān)系的影響,為氣枕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供量化依據(jù)。結(jié)果表明:ETFE氣枕在風(fēng)荷載作用下可能出現(xiàn)強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)破壞兩種破壞模式;在常見內(nèi)壓范圍內(nèi),存在一個(gè)最優(yōu)氣壓使得氣枕具有最大承載力;尺寸、矢跨比及膜面厚度等參數(shù)變化會(huì)顯著影響氣枕的承載力。
[Abstract]:The gas filled in the ETFE pillow is assumed to be a potential flow, the wave equation of the inner filling gas and the dynamic equation of the external membrane are simultaneously established, and the interaction finite element equation of the cushion system is obtained by introducing the interface coordination condition and the boundary condition. Based on this equation, the finite element model of ETFE pillow is established, and the shape analysis and load analysis are carried out. The validity of the numerical model is verified by comparing with the existing test results. Through the analysis of bearing capacity, the failure mode and failure criterion of ETFE cushion are determined. The effects of dimension, sagittal / span ratio and film thickness on the relationship between bearing capacity and internal pressure were studied. The results show that there may be two failure modes under wind load: strength failure and instability failure. In the common range of internal pressure, there is an optimal pressure to make the cushion have the maximum bearing capacity. The parameters such as dimension, sagittal to span ratio and thickness of the membrane surface will significantly affect the bearing capacity of the air cushion.
【作者單位】： 北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院結(jié)構(gòu)風(fēng)工程與城市風(fēng)環(huán)境北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃項(xiàng)目(91215302);國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51278049) 高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃項(xiàng)目(B13002)
【分類號】：TU38
【正文快照】： 氣枕式膜結(jié)構(gòu)是由專門支承結(jié)構(gòu)支撐氣枕形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)體系。與氣承式膜結(jié)構(gòu)有所不同,在氣枕式膜結(jié)構(gòu)中空氣不再作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要支承體系,而是用于給氣枕施加預(yù)張力及提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能[1]。ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)是目前最為常用的氣枕式膜結(jié)構(gòu)覆蓋材料[2]

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