充气膜结构形态分析与监测方法研究

摘要

以充气膜为模板的气膜钢筋混凝土结构在国内是首次应用，可以大大降低成本，减少施工工序。气膜薄壳钢筋混凝土结构以充气膜为施工模板喷射混凝土而成，因此严格控制充气膜充气成型形态至关重要。对于充气膜结构充气成型后所要得到的最终形态是已知的，但初始的裁剪形态，即膜材未张拉时的气膜成型形态是未知的，而裁剪形态又将直接影响最终形态。因此如何通过气膜最终成型形态得到初始裁剪形态的分析方法是本次研究的关键。由于膜材的显著非线性，气膜初始形态的控制主要受弹性模量等因素的影响，而弹性模量又受应力比等因素影响，因此需要从这些方面来进一步研究。理论的数据需要有实际来验证，因此通过摄影测量来对实际结构监测，从而检验理论分析的正确性。
　　本次研究对象为气膜薄壳钢筋混凝土结构，主要目的是研究一种方法来对气膜初始形态进行控制，主要内容是在充气膜结构充气基本成型过程至最终所需形态过程中，对结构进行实时监测，得到充气膜结构在充气成型过程中的实际变形量，然后对充气膜结构的PVC膜材进行拉伸试验，分析得到膜材的各项力学性能，用不同的分析方法计算膜材弹性模量和泊松比，进而计算分析结构在不同弹性模量取值情况下的变形量，并与实际测得结构变形量进行对比，得到合适的弹性模量取值方法,从而得到如何对气膜初始形态控制的一种方法。最后介绍了摄影测量在其他工程中的应用。研究理论研究值与实际试验测量值相接近，因此本文的理论分析方法有一定参考价值。本文对充气膜结构监测方法研究、膜材性能研究、充气膜形态分析研究等几个方面进行论述。

目录

声明

第一章 绪论

1.1研究背景及现状

1.2本文的研究内容及思路

第二章 监测方法研究

2.1工程概述

2.2摄影测量原理

2.3测量形态分析

2.4本章小结

第三章 膜材性能研究

3.1膜材简介

3.2膜材单向拉伸试验

3.3膜材双向拉伸试验

3.4本章小结

第四章 膜材弹性模量取值研究及计算形态分析

4.1单向拉伸试验结果取值

4.2双向拉伸同一试件第三循环取值

4.3双向拉伸首次张拉第三循环取值

4.4双向拉伸同一试件第一循环取值

4.5双向拉伸首次张拉第一循环取值

4.6本章小结

第五章 摄影测量其他工程应用

5.1二维摄影测量工程应用

5.2三维摄影测量应用

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要研究工作

6.2论文的创新点

6.3未来需要解决的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文