对充气膜性能的研究分析

　　一、计算过程中皱褶单元的判定及处理：

　　充气膜中索和膜材均不能承受压力和弯矩，只能承受拉力作用，在保持受拉状态的情况下才可以正常工作，否则计算模型将因出现皱褶单元而退出工作。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。

　　二、风载作用下加劲索对充气膜结构的影响：

　　对于给定的某一充气式膜结构，在结构表面横向布置几道索，研究风载作用下布置加劲索对充气式膜结构的影响。通过两种模型在不同内压情况下，同风载作用时，膜材的较大应力值及较大位移变形值比对，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充气膜结构。