充气膜加劲索的影响与膜材计算的处理

　　一、风载作用下加劲索对充气膜结构的影响：

　　对设定的充气膜结构，在结构表面横向布置若干根拉索，研究了风荷载作用下加劲索布置对充气膜结构的影响。通过比较不同内压和相同风荷载下薄膜材料的较大应力值和较大位移变形值，结果表明：

　　气膜结构利用索加劲，不但有益用于减小膜上分布的应力值，还有益于减小结构在风载作用下的位移变形值。针对上述两种情况，不同内压作用利用索加劲能够使结构的较大应力值降低接近30%，较大位移值减小接近45%，因此在实际工程中建议利用索加劲气膜结构。

　　二、计算过程中皱褶单元的判定及处理：

　　充气膜中缆索和薄膜不能承受压力和弯矩，只能承受拉力，所以在保持张力的情况下可以正常工作。否则，计算模型将因褶皱单元而无法运用，因此，在计算迭代过程中，每个迭代步都应该检査其是否出现了皱褶单元，如若出现，则应进行相应的处理。皱褶单元的判定日前主要有三种方法:主应力准则、主应变准则、综合运用上述两种准则。一般情况下，使用较多的是主应力准则，采用以的方式进行判定:设单元的主应力为σ1、σ2，当σ1>0、σ2>0，单元正常工作当o2<0，单元处于单向受力状态;当σ1<0、2<0，单元退出工作

　　对于膜单元，膜面出现皱褶，在相应荷载作用下，结构某些区域的膜材不处于全张拉状态或者松弛状态，说明膜刚度不足，此时应返回到结构的找形阶段对膜面进行修正，调整膜材预应力，修正结构刚度从而达到修正膜面应力。对于索单元，如果其应力值小于零，表明索单元已退出工作，反之，则正常工作。

　　对于上述的充气膜两种计算模型，膜面的主应力分布情況可知，两种情况下整个膜面的应力值均大于零，膜面没有出现皱褶现象。