膜結(jié)構(gòu)壓膜連接節(jié)點(diǎn)是常見的,不過要進(jìn)行受力分析還真不是一件容易的事情。
1. 傳力路徑
首先假設(shè)螺栓的預(yù)壓力足夠緊,以保證上夾板和薄膜在拉力F的作用下不會(huì)產(chǎn)生相對滑動(dòng)。
此時(shí)可確定傳力路徑為:薄膜中的拉力F通過摩擦作用分別傳遞給上下夾板;根據(jù)前面假定,可認(rèn)為上下夾板分別承受F/2的水平剪力;對于下夾板,這種水平剪力可直接傳遞到支座上去了;而上夾板的水平剪力則通過螺栓傳遞給下夾板,再傳至固定支座上;當(dāng)螺栓直接錨固在支座上時(shí),上夾板的水平剪力也可通過螺栓直接傳遞到支座上。
2. 構(gòu)件設(shè)計(jì)
如果上述傳力路徑無誤的話,那么下一步的構(gòu)件計(jì)算就比較簡單了。
對于上下夾板,可視為承受膜中均布拉力f/2作用的簡支梁(或連續(xù)梁)構(gòu)件,這里假定F=f*L,L為栓距。此外還要驗(yàn)算夾板與螺栓連接處的局部承壓和抗剪能力,當(dāng)然也可以通過構(gòu)造來保證。
對于螺栓,前提是可以承受足夠大的預(yù)緊力,這可能就要靠經(jīng)驗(yàn)了。其次應(yīng)該進(jìn)行栓桿的抗剪和局部承壓驗(yàn)算。此外,還應(yīng)考慮必要的栓距限制,以免夾板中的夾緊力損失過多。
對于埋繩,由于其本身較柔,受力后會(huì)發(fā)生較大的變形,相當(dāng)于卸荷,因此對節(jié)點(diǎn)承載力的影響甚微。即使把埋繩換成邊索,恐怕也不能解決問題,因?yàn)檫@樣很可能會(huì)導(dǎo)致此處膜材的應(yīng)力集中,使膜材首先被擠破或撕破。按照一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常識(shí),節(jié)點(diǎn)處的安全度至少是構(gòu)件的2倍以上。