骨架式索膜-混凝土组合结构受力性能分析

大家听说过索膜结构吗？其实从严格意义上来说，索膜结构就是我们平时所说的张拉膜结构，也是膜结构的常见形式之一，外表轻巧、美观、柔美，寿命也很长，很受人青睐。

要说一个完整的索膜结构需由膜材、索结构、支架结构三部分组成，缺一不可。

其实索膜结构有很多我们不了解的好处，今天我们就来详细了解一下。

（索膜结构-图例）【索膜结构介绍】大家对索膜结构了解多少呢？它也被称为张拉膜结构，是膜结构三种常见形式之一，其以膜材、钢结构支柱、拉索等共同作用，使膜面形成一定的张力从而形成承受外载荷的某种稳定的空间结构，与骨架式、充气式结构相比索膜结构是很能体现膜结构精髓的形式，由于其强度决定于受拉构件的承载能力而不是结构的稳定性，所以能够充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点，更加适合于大跨度结构中。

其造型也更加的灵活、轻巧、柔美，对于索膜结构来说不需要多余的支撑体系也不需要多余的装饰，其结构本身就是一种艺术造型。

所以索膜结构非常适合用在标志性建筑上，如体育场馆、商场、交通设施、娱乐设施、文化景观设施等，不仅如此因为造型感强、制作简单、安装便捷、节能环保、安全性好所以索膜结构现在应用范围非常广泛。

【索膜结构组成】一个完整的索膜结构一般由三部分组成：膜材、索结构、支架结构，下面我们简单说下这三部分。

1.形成曲面结构的张拉膜材，膜材作为结构材料，要能够抵抗一定的载荷而不致引起过大变形，同时作为结构中的覆盖材料，需要满足一定的建筑功能，如遮蔽、防火、耐久等，常用的为PVC/PVDF 膜材。

2.用于加强膜面的脊索、谷索以及将膜内力传向支撑结构的边索，索结构除了对膜面受力方面有加强作用，更重要的是它们起到了改变建筑造型的作用，尤其是脊索和谷索的灵活设置可能对整个建筑带来奇妙的视觉效果。

3.索膜结构体系中的支架结构，支架结构中常用的是钢结构，也可以采用混凝土结构，一些情况下甚至可以使用木结构或其他结构，支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一要求外，其构造形式也直接影响了索膜结构的整体造型。

骨架式膜结构屋面风致动力响应数值模拟骨架式膜结构屋面是一种由支撑结构和柔性薄膜组成的轻型建筑结构，具有较强的风致动力响应特性。

为了了解和预测屋面在风载作用下的动力响应，数值模拟成为一种重要的手段。

本文将介绍骨架式膜结构屋面风致动力响应数值模拟的方法和应用。

骨架式膜结构屋面的风致动力响应是由风载引起的结构振动。

风载作用在膜表面产生压力分布，进一步通过薄膜和支撑结构传递到基础上。

数值模拟的目的是通过建立数学模型，模拟和分析屋面结构在风载作用下的动力响应，包括结构位移、应力和频率等。

屋面结构的数值模拟通常分为两个步骤：风场模拟和结构动力分析。

风场模拟是模拟风在屋面的压力分布，可以采用计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟。

通过CFD模拟，可以得到不同方向和速度的风压数据。

结构动力分析是根据风压数据计算结构的动力响应。

常见的方法包括有限元法和频域分析法。

有限元法是一种应用广泛的结构动力分析方法。

在有限元法中，屋面结构被划分为一系列小的单元，通过求解节点之间的约束关系，得到结构的位移和应力分布。

对于骨架式膜结构屋面，薄膜通常被视为一个弯曲刚度较小的表面，而支撑结构被视为刚性梁柱系统。

有限元法可以模拟薄膜和支撑结构的相互作用，并计算结构的动力响应。

频域分析法是一种计算结构自振频率和响应的方法。

通过将结构的动力响应表达为正弦函数的线性组合，可以利用傅里叶变换将结构的时间域响应转化为频域。

频域分析法可以较准确地计算结构的自然频率和振型，并分析不同频率下结构的响应。

骨架式膜结构屋面的风致动力响应数值模拟可以广泛应用于结构设计和安全评估。

通过数值模拟，可以了解结构的动力特性，评估结构在不同风载下的安全性，指导结构设计和施工，并为改进和优化结构提供参考。

此外，数值模拟还可以用于评估屋面结构在不同风场条件下的振动对人体舒适度的影响，优化结构设计和布置。

总之，骨架式膜结构屋面风致动力响应数值模拟是一种重要的工具，可以模拟和分析屋面在风载作用下的动力响应特性。

大跨空间结构—索膜结构详解索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有六十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。

膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。

膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。

而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度，无支撑，建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。

索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构，是一种效率极高的张力集成体系，可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。

张拉膜结构是索膜结构中最常见的一种形式，是索膜建筑的代表和精华，它通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间，具有高度的形体可塑性和结构灵活性，即通过对膜材内部施加一定的预张力，使其具备了抵抗外荷载能力，从而充当结构材料的一种结构体系。

这种形式能够充分利用膜材的受力性能，形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构，并且施工简单、快捷、成本低，在国内外已经被广泛应用于商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外设施、文化娱乐建筑等各种领域。

一、索膜结构的组成及材料特性1. 索膜结构的组成一个完整的索膜结构一般由三部分组成1)形成曲面结构的张拉膜材；2)用于加强膜面的脊索和谷索,以及将膜内力传向支承结构的边索；3)求索膜体系的支架结构。

张拉膜材即作为结构材料,要能够抵抗一定的荷载而不致引起过大变形。

同时为完成作为覆盖材料所规定的建筑功能，例如美观、遮光、防火、耐久等等，还需满足各种性能要求。

所以，选用合适的膜材对于索膜结构的设计建造非常重要。

加强索除其对于膜面受力方面的加强作用外，更重要的是起到了改变建筑造型的作用。

尤其是谷索和脊索的灵活设置会给整个建筑带来奇妙的视觉效果。

支架结构最常采用的是钢结构，也可采用混凝土结构，甚至在某些情况下可以采用木结构或其他结构。

支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一结构要求以外，其形式可以采取变化多样的形式，以实现不同的建筑造型效果。

混凝土中添加金属有机骨架材料对力学性能的影响研究一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域的材料，其力学性能直接关系到结构的安全性和使用寿命。

近年来，随着科技的发展，金属有机骨架材料（MOF）被广泛应用于能源储存、分离和催化等领域。

同时，MOF也被引入到混凝土材料中，以提升混凝土的力学性能。

本文将重点研究混凝土中添加MOF对力学性能的影响。

二、MOF的基本概念和性质MOF是一种由金属离子和有机配体组成的晶态材料，其骨架具有高度可调性和特殊的物理化学性质，可以通过改变配体的结构来调节其孔径大小、形状和表面性质。

MOF的特殊结构使其具有良好的储能、分离和催化性能，因此被广泛应用于能源、环保和化学等领域。

MOF的性质主要取决于其结构和组成，其中包括金属离子、有机配体和孔道结构等方面。

金属离子的种类和配体的结构可以影响MOF的晶体结构和孔道大小，从而影响其物理化学性质。

此外，MOF的表面性质和孔道结构也可以通过改变MOF的表面修饰和掺杂等方法来调节。

三、混凝土材料中添加MOF的方法和机理MOF可以通过添加到混凝土中来提升其力学性能。

目前研究中常用的方法包括直接混合法、表面修饰法和掺杂法等。

其中，直接混合法是将MOF与混凝土原材料一起搅拌均匀，然后进行混凝土的制备。

表面修饰法是先将MOF表面修饰后再将其添加到混凝土中，这种方法可以提高MOF与混凝土的结合程度，进而提高混凝土的力学性能。

掺杂法是在混凝土中添加MOF的同时，还加入了其他掺杂物，以改善混凝土的性能。

MOF添加混凝土后的机理主要有两个方面。

首先，MOF的孔道结构可以吸收一定量的水分，从而改善混凝土的抗渗性能。

其次，MOF的表面修饰和掺杂也可以改变混凝土的化学成分和微观结构，从而提高混凝土的力学性能。

四、MOF添加混凝土的力学性能研究MOF添加混凝土后的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量和硬度等方面。

目前的研究表明，MOF添加混凝土可以显著提高其力学性能。

索结构、膜结构、框架结构的比较摘要：随着科学技术与施工技术的发展，在建筑结构方面出现了越来越多的新型结构代替了传统的框架结构。

在新型结构中比较突出的有索结构，膜结构，它们造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。

关键词：索结构、膜结构、框架结构、材料用量、受力、区别、工程实例正文：框架结构：框架结构住宅是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。

适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。

框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间，但抗震性能差。

水平方向仍然是楼板，然后楼板应该搭在这个梁上，梁支撑在两边的柱子上，这就把重量递给了柱子，沿着高度方向传到基础的部分，即梁、板、柱构成的承重体系。

框架结构的特点非常突出：所有的墙都不承重跟厂房的承重没有关系，那个承重，是板搭在梁上，梁传给了柱子，墙都是后坐上去的用于其他的轻质材料，墙都不会承重，应用的时候都很灵活，如想要大房间不要墙，就要大房间，不想要大房间，想要小的，就可以在其中用其它的轻质材料来进行房间的划分，房间划分成若干个小房间，因此它的墙不承重，及起着一个划分空间的作用，仅起着一个保温，隔热，隔声的部分。

注意：框架结构：指梁、板、柱的承重体系。

框架建筑的主要优点是空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；同时具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。

双向张拉索-混凝土结构静力分析韩艳芳;秦乃兵;付海军【摘要】结合张弦梁的结构特点,对双向张拉索-混凝土结构进行静力分析.对双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁在极限荷载与重力荷载分别作用下的位移,应力与裂缝情况,进行对比与分析.结果表明:双向张拉索-混凝土的跨中挠度、承载力都有提高；跨中裂缝减少；受拉钢筋最大应力值减小等.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(034)004【总页数】6页(P73-78)【关键词】双向张拉索-混凝土结构;普通混凝土井字梁;静力分析【作者】韩艳芳;秦乃兵;付海军【作者单位】河北联合大学建筑工程学院,河北唐山063009;河北联合大学建筑工程学院,河北唐山063009;河北联合大学建筑工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TU312+.10 引言随着我国经济的发展，大跨度结构在平时生活中的应用越来越广泛。

普通的大跨度结构一般为钢结构，然而钢筋混凝土运用到大跨度结构中的实例还不是很多。

随着探索的不断深入，提出了降低钢筋混凝土梁高，在梁下施加预应力索的大跨度索-混凝土结构。

目前，国内外研究较多的结构多为拉索拱结构，索承网壳结构等，其梁多数是由钢结构组成，而且大部分研究的对象都是单向张弦梁结构，其抗侧性与稳定性都远远不及双向张弦梁结构的强。

所以文章对双向张拉索-混凝土组合梁进行了静力分析。

以双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁为研究对象，分别建立ANSYS模型，对这两个模型进行静力计算，得出位移与受力情况，结合混凝土设计规范的相关规定，从双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁在极限荷载与重力荷载分别作用下的位移，应力与裂缝情况，进行对比与分析，体现出双向张拉索-混凝土结构的优越性。

1 对双向张拉索-混凝土结构与普通混凝土井字梁位移的对比1.1 对双向张拉索-混凝土结构求解根据GB50010-2002混凝土结构设计规范第3.3.2条规定受弯构件最大挠度满足下列规定:当用于屋盖，楼盖和楼梯构件的受弯构件长度L＞9 m时，挠度限制为L/300，要求较高时，限制为L/400。

浅谈膜结构随着社会的发展和进步，人们更加注重对美好生活的追求，索膜结构与当代新技术和新工艺相结合又重新步入了历史的舞台，以其优越的实用性和美观性为越来越多的人所接受和喜爱，在现代建筑中得以广泛的应用和发展，为当代建筑注入了新的活力。

索膜结构，顾名思义就是绳索和膜材组合而成的结构体系，远古时代人类居住的帐篷就是它的最初形态，当时的帐篷只能算是一个临时性建筑，因为不够牢固、不能防火、又不能保暖或隔热而被后来的砖木结构以及近代的钢筋混凝土结构所取代，逐步退出了历史舞台。

然而随着时代的发展，大量的新型材料的不断涌现，加之工程计算科学的飞速发展，索膜建筑结构体系东山再起，现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。

索膜建筑具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光、空气以及与自然环境融合等特点，它将是21世纪“绿色建筑体系”的宠儿，是现代建筑文化的又一次飞跃。

膜结构作为一种现代化的工程结构，显示了当今建筑技术与科学的发展水平，也具有巨大的发展潜力，在新的世纪中，膜结构必将在建筑结构中占据重要的地位。

索膜建筑可以从结构方式上简单地概括为张拉式、骨架式、充气式三大类。

张拉式索膜体系富于表现力、结构性能强，但造价稍高，施工精度要求也高；骨架式索膜体系建筑表现含蓄，结构性能有一定的局限性，造价低于张拉式体系，骨架式索膜建筑常在某些特定的条件下被采用，是由于其结构方式本身的局限性，骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，膜体本身的强大结构作用发挥不足等，有人将其称之为二次重复结构；充气式索膜建筑历史较长，但因其在使用功能上明显的局限性，如形象单一、空间要求气闭等，使其应用面较窄，但充气式索膜体系造价较低，施工速度快，在特定的条件下又有其明显的优势。

三者当中张拉式索膜建筑可谓索膜建筑的精华和代表，由于其建筑形象的可塑性和结构方式的高度灵活性和适应性，此种方式的应用极其广泛。

膜结构最突出的特点首先就是它形状的多样性，曲面找形存在着无限的可能性。

预制装配式混凝土框架结构受力性能有限元分析在我国建筑领域可持续发展背景下，预制装配式混凝土框架得到了广泛应用，即其抗震性能、节点延展性、结构承载力等均可满足建筑设计要求。

但就当前的现状来看，部分建设单位在预制装配式混凝土结构搭设过程中仍然存在着受力性能分布不均匀等问题，影响到了建筑施工质量，为此，应注重通过有限元分析方式，对混凝土框架结构受力性能进行探讨。

文章从工程概况分析入手，并详细阐述了本次研究对象的各项参数，以期掌握框架结构整体受力情况。

标签：预制；混凝土框架；受力性能前言预制装配式混凝土框架结构，即由梁与柱、次梁与主梁型钢连接而成，其中，连接型钢分为T型等几种类型，其穿过钢筋混凝土梁中，与框架横截面形成连接，稳固框架结构形态。

因而，在当前建筑工程项目实施过程中应提高对其的重视程度，且全面了解混凝土框架结构受力性能，就此稳固建筑结构，满足当前高层建筑领域发展需求。

以下就是对混凝土框架结构受力性能等相关问题的详细阐述，望其能为当前建筑行业的健康稳定发展提供有利参考。

1 工程概况某项目工程在建设过程中，包含了地下1层、地下2层、地上21层设计，其中，地上建筑为娱乐、餐饮一体的综合大楼，总建筑面积为2600m2。

此外，地下1层、地下2层在施工过程中为了增强框架结构稳定性，采用了预制装配式混凝土框架结构，且由梁、板、柱预制构件等共同组成整体结构，并通过工厂现场安装方式，将框架使用年限设定为50年，抗震等级为6度，结构安全等级为2级。

因而在此基础上，为了全面掌控到该建筑框架结构实际受力情况，采取了有限元分析法，即参照1：2算例原则，构建有限元模型，确定模型长宽比为1.65，即长度为4350mm，宽度为2750mm，同时，有限元模型中梁与板间采取机械连接方式，就此满足受力性能分析条件。

2 参数分析2.1 混凝土强度在预制装配式混凝土框架结构设计过程中，由于连接件个数、混凝土强度、连接件抗弯钢筋强度等均在一定程度上影响着整体结构受力性能。