景观膜结构荷载工况分析

　　相关规定在“荷载效应分析”一章主要对景观膜结构中的钢结构在静力、风效应和地震作用下进行了规定，包括荷载工况的选取原则、拱身内力及变形计算、拱脚推力计算、风动力效应计算、抗震验算原则等。本文我们先就膜结构景观的荷载工况加以分析：

　　相关规定中，拱形钢结构的内力与变形分析应考虑长期荷载、可变荷载及其组合作用，还应根据具体情况考虑施工安装荷载、地震、支座沉降和温度变化等作用。对于风荷载、雪荷载等可变荷载，既要考虑其在拱轴线平面内的相对不利分布，又要考虑其在拱平面外可能产生的不利影响。拱型钢结构在全跨荷载作用下通常具有较高的刚度和承载力，而在半跨荷载作用下则相对较低，因此在设计时应考虑荷载分布的不对称性。由于曲线拱轴线的特点，应重视局部雪荷载的积累。

　　此外，进行拱形钢结构静力分析时，支座位移和温度荷载对拱的内力和变形影响较大，格外是支座刚接拱不可忽视。以景观膜结构的拱形截面(H×B×Tr×Tw=2000mm×1500mm×26mm×26mm)无铰钢拱为例，跨度75m，较高温度为30°，变化矢跨比f/L=0.1~0.5，观察升温对拱内轴压应力、较大弯曲应力以及拱顶竖向变形的影响，由计算结果可以看到，对于小矢跨比(0.1时)的钢拱，升温作用下结构的变形较难释放，所以产生了较大的附加应力，其中弯曲应力的影响较大(约60MPa)，较大弯矩在固支拱脚处;随着矢跨比的增加，结构释放温度变形的能力提高，温度应力速度减小，矢跨比大于0.3，温度应力变化缓慢;升温引起的拱顶竖向变形的变化规律类似，也随矢跨比的増大而减小。由于铰拱是静定结构，因此对景观膜结构支座位移和温度变形具有良好的适应性，可应用在基础条件较差的情况。