氣承式膜結(jié)構(gòu)出處

《建筑學(xué)名詞》第二版。

在由膜材覆蓋的建筑中，通過充氣形成的膜材內(nèi)外壓力差而保持建筑形體的膜結(jié)構(gòu)。

本項目擬采用向量式有限元與傳統(tǒng)非線性有限元相結(jié)合的方法，通過理論分析、試驗研究、程序開發(fā)等手段對緊急情況下人員疏散逃生時氣承式膜結(jié)構(gòu)泄氣分析方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，建立氣承式膜結(jié)構(gòu)緊急情況下人員疏散逃生時泄氣分析模型，實現(xiàn)氣承式膜結(jié)構(gòu)在應(yīng)急門打開后泄氣倒塌全過程模擬，研究常用柱面、球面氣承式膜結(jié)構(gòu)倒塌模式，揭示此類結(jié)構(gòu)泄氣倒塌的演變機(jī)理及共性規(guī)律；探討氣承式膜結(jié)構(gòu)的泄氣時間隨充氣氣壓、膜材屬性、屋面重量、門口尺寸、工程密封質(zhì)量等相關(guān)參數(shù)的變化關(guān)系，建立氣承式膜結(jié)構(gòu)泄氣時間的簡化計算方法；結(jié)合大量實際工程，以泄氣速率為依據(jù)提出適用于我國國情的氣承式膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量評價方法。本項目的完成不僅可以豐富完善氣承式膜結(jié)構(gòu)分析設(shè)計理論，研究成果還可以應(yīng)用于我國《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中，提出氣承式膜結(jié)構(gòu)在緊急情況下人員疏散逃生時間的相關(guān)要求與規(guī)定，并給出相應(yīng)的計算方法，建立我國氣承式膜結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量評價指標(biāo)與驗收標(biāo)準(zhǔn)。

項目組查閱了氣承式充氣膜結(jié)構(gòu)相關(guān)的國內(nèi)外文獻(xiàn)和現(xiàn)有試驗數(shù)據(jù)；進(jìn)行了膜材徑向、緯向單軸拉伸試驗和徑向、緯向不同應(yīng)力比雙軸拉伸試驗，掌握了膜材基本力學(xué)性能及指標(biāo)，提出了適用于泄氣分析的彈性模量取值方法；通過開展常規(guī)氣承式膜結(jié)構(gòu)在不同泄氣面積，初始?xì)鈮骸⒊錃馑俾剩っ嫱夂奢d的泄氣試驗，得到了泄氣倒塌過程中氣壓變化規(guī)律及膜面泄氣倒塌進(jìn)程的頂點(diǎn)位移時程曲線，掌握了氣承式膜結(jié)構(gòu)泄氣過程結(jié)構(gòu)響應(yīng)的共性規(guī)律；對一球形氣膜工程進(jìn)行了緊急情況下人員疏散逃生演習(xí)，考察人員疏散過程中，由于身體對疏散通道的遮擋對泄氣過程的影響規(guī)律。 基于經(jīng)典熱力學(xué)理論，建立了氣承式膜結(jié)構(gòu)緊急情況人員疏散逃生的泄氣速率計算公式；在前人研究的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了向量式有限元膜單元基本方程，以及膜材褶皺的處理方法，以此在泄氣分析中采用向量式有限元法進(jìn)行膜面運(yùn)動求解，建立了適用于氣承式膜結(jié)構(gòu)泄氣分析的數(shù)值模型；通過對各種典型氣承式膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行泄氣倒塌全過程分析及動畫演示，分析了氣承式膜結(jié)構(gòu)在泄氣過程中的力學(xué)性能及倒塌機(jī)理，為氣承式膜結(jié)構(gòu)應(yīng)急門設(shè)置及鼓風(fēng)機(jī)選取提供參考；提出了考慮膜面荷載、洞口面積、鼓風(fēng)速率的氣承式膜結(jié)構(gòu)緊急情況人員疏散逃生時間簡化計算方法，用于建立適用于我國國情的氣承式膜結(jié)構(gòu)質(zhì)量評價體系。 項目取得如下研究成果：項目負(fù)責(zé)人作為第一完成人獲得2015 年度上海市科技進(jìn)步二等獎1 項，項目名稱“充氣膜結(jié)構(gòu)新體系分析設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)”；已發(fā)表科技論文9篇，其中SCI 檢索論文5 篇，另外1 篇SCI 論文處于二審回復(fù)階段；培養(yǎng)博士研究生3 名，碩士研究生1 名。本項目的完成完善了氣承式膜結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計理論，也為其它類型充氣膜結(jié)構(gòu)的分析提供了參考。