膜结构预张力的作用

   对于膜结构,要保证结构的稳定,除了要具备空间曲面形状外,预张力也是不可缺少的要素。预张力对膜结构的作用可以概括为以下两个方面(为叙述方便,这里仍以索结构为例):

1 )增加膜结构的刚度
   设想有一根两端固定的竖索, 索中预张力为零 ,当在索跨中施加向下的集中力P后,由 于下半段索松弛退出工作,故力 P 完全由上半段索承担,其索力为 P ,相应的伸长量为。当索中存在预张力 Ps 时,上下两段索均会参与工作,此时上半段索力变为 Ps + P/2,下半段索力变为Ps – P/2,相应的伸长量也变为 /2。

2) 维持膜结构的稳定
   膜结构向上弯的两根索段中的内力会增加, 向下弯的两根索段中的内力会减小;由于索不能受压,当索中无预张力时,向下弯的两根索段就会松弛退出工作, 这样节点 A 将失去侧向约束; 如果索中存在预张力,在向下的外力作用下, 向下弯的两根索段内力会减小但仍维持张力状态 ,从而保证节点的约束充分,维持其稳定。

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