铝合金温室拱形ETFE膜屋面抗风性能分析.pdfVIP

第28 卷 第14 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.14 170 2012 年 7 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jul. 2012 ·农业生物环境与能源工程 · 铝合金温室拱形ETFE 膜屋面抗风性能分析 1,2 1 1 乔 克 ，吴明儿 ，张其林 （1. 同济大学土木工程学院，上海 200092 ； 2. 西南大学工程技术学院，重庆 400715 ） 摘 要：为分析铝合金结构拱形ETFE （乙烯-四氟乙烯热塑性聚合物）膜屋面的抗风性能，提高其设计的安全性，该文 根据单轴拉伸试验数据，确定了 ETFE 薄膜材料的力学参数和应力应变关系；基于几何非线性有限元理论，推导了膜单 元的基本方程；利用大型通用有限元软件ANSYS ，采用支座提升法对骨架式拱形ETFE 屋面进行了找形分析，建立了用 于荷载分析的计算模型；对拱形 ETFE 屋面在风荷载工况下进行了算例分析，计算了膜面主应力分布和变形特征；分析 了不同膜面预应力水平对承载性的影响。分析结果表明，风荷载主要影响 ETFE 膜屋面第一主应力的分布，适当增加膜 面预应力可以显著提高其整体刚度和承载力。研究结论为铝合金温室拱形ETFE 屋面的抗风计算分析和施工提供了参考。 关键词：温室，屋面，铝合金，ETFE 膜，几何非线性，抗风性能 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.14.026 + 中图分类号：TQ325.1 2 ；S625.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-14-0 170-07 乔 克，吴明儿，张其林. 铝合金温室拱形ETFE膜屋面抗风性能分析[J]. 农业工程学报，2012，28(14)：170－176. Qiao Ke, Wu Minger, Zhang Qilin, et al. Analysis on wind resistance performance of ETFE membrane roof in aluminum alloy greenhouse[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 20 12, 28(14): 170－ 176. (in Chinese with English abstract) [6] 用，为典型绿色建材 。ETFE 膜透光率大于95%，超过普 0 引 言 通玻璃，相同体积时质量远比玻璃轻，抗破损性也优于玻 设施农业是采用工程技术手段和配套设施，在一定 璃，使用寿命可达25～30 a；抗拉强度大于40 MPa，断裂 程度上降低对自然环境依赖，为动植物生长提供良好环 延伸率可达400%，都优于常用农膜，耐热性、抗老化和自 境条件而进行有效生产的高级农业生产方式。同时也是 [7] 洁性比 PC （聚碳酸酯）板好 ，是一种理想的透明覆盖材 中国社会主义新农村建设的重要内容，在改善农业生产 料。中国对ETFE 膜的研究才刚刚起步，目前主要集中在民 环境、提高土地生产率、促进农民增收致富