膜結構節(jié)點設計的一般原則
膜結構節(jié)點具有傳遞荷載、將結構構件連成整體和提供初始預張力施加點等作用;在進行節(jié)點設計時,應綜合考慮結構、構造、施工張拉等方面的要求,既要遵循普通鋼結構節(jié)點設計的一般原則,又要考慮到結構形式和所用材料的具體特點。節(jié)點設計要遵循以下一般原則:
(1)結構強度要求節(jié)點連接件本身應具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性,以保證其在各種工況下均能可靠地傳遞荷載,不先于主體材料和構件破壞。
(2)對結構大變形的適應能力膜結構在風荷載作用下易產生較大的變形和振動,節(jié)點和連接應具有一定的靈活性和自由度,以釋放由于大變形所引發(fā)的附加應力作用。
(3)避免膜材出現應力集中膜材很薄,對缺陷比較敏感,節(jié)點設計應避免在膜材與剛性構件的連接部位出現應力集中。在連接處的鋼構件不得有尖點或銳角;在接觸面處應設置膜襯墊;必要時還應對節(jié)點附近的膜材進行局部加強。
(4)對節(jié)點的防水防腐處理膜結構的節(jié)點部件多暴露于自然環(huán)境下,易出現銹蝕;節(jié)點生銹不但會降低節(jié)點自身的強度,銹水的流淌還會對膜面造成二次污染。因此,節(jié)點連接件的材料宜選用不銹鋼或鋁材,對鋼構件必須做鍍鋅或涂裝處理。此外,膜節(jié)點還應具有良好的防水性能,必要時可在節(jié)點上面增加一層覆蓋膜或采用鋁合金蓋板防水。
(5)施工張拉要求節(jié)點設計應充分考慮初始預張力的施加方式和具體施力點的位置等因素,保證施力點處的節(jié)點具有較高的強度、剛度且便于施力機具的操作。節(jié)點設計還應考慮結構安裝偏差與二次張拉的可能性,留有調節(jié)余量。
(6)結構邏輯性和藝術表現力膜結構的節(jié)點應力求簡捷、輕巧,能夠充分展示結構內在的邏輯性和藝術表現力。節(jié)點構造應能清楚表達結構中的傳力路線,并且符合結構計算假定。當有多個構件連接于同一節(jié)點時,應保證各構件的內力匯交于一點,以避免引入不必要的彎曲或扭轉應力。應注意節(jié)點的觀感效果,在膜與剛性邊界或節(jié)點連接處應盡量采用圓弧過渡,以避免應力集中并在視覺上給人以柔和的感覺。
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