专利名称：张拉膜结构预张力测量方法
张拉膜结构预张力测量方法技术领域
本发明属于工程测量与监测技术领域，具体涉及一种建筑张拉膜结构预张力测量 方法。
背景技术：
膜结构源于古代的帐篷，较早的记载有十万年前乌克兰地区的兽皮遮蔽物，18世 纪阿富汗的黑蓬等。而现代的膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、 精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量，膜材料已经成为主要建筑 材料之一。按照膜结构的组合形式，可以将膜结构分为充气膜结构，骨架支撑式膜结构，索 膜穹顶结构，张拉膜结构。张拉膜结构由互反曲面构成，将膜体以适当的外形张拉在支撑系 统上，形成协调工作的膜结构体系。张拉膜结构体系的基本组成单元为支撑柱、张拉索和覆 盖的膜材。双曲抛物面和锥形悬链曲面是基本的膜结构互反曲面。张拉膜结构相对于其他 膜结构具有很好的设计和使用性能，且其在实际应用中十分广泛。由于张拉膜结构的广泛 应用，因此对张拉膜结构预张力的研究就显得十分有意义。
目前国内外测量建筑膜结构膜材张力的方法，主要有应变法、频率法、位移法和 “拟索法”等几种。但是这些方法在测量建筑膜结构预张力方面均存在不足，因此，申请人在 2008年申请了专利“建筑膜结构预张力测量方法及装置”，该方法通过将质点小球入射一固 定边界的张拉膜面，使膜面发生振动，同时小球被弹回；再测量同一固定边界的张拉膜面内 小球的入射速度Vtl，返回速度vt，膜面中点最大位移(振幅)Tmax，以及小球的质量Hltl ；调换 经、纬方向重新测量出Tmax，v0, vt ；最后根据公式
权利要求
1.张拉膜结构预张力测量方法，其特征在于，步骤如下1)将一质点小球入射一固定边界的张力膜面，并使小球弹回；2)同时，测量该固定边界张拉膜面内小球的入射速度Vtl和反射速度vt，再以不同的入 射速度入射膜面同一点，测量另一组入射和反射速度ν'。和ν' t;3)将步骤2)测得的两组入射和反射速度值(Vtl，vt)和(ν'ο, ν' t)代入公式Vt = k' v0+c = f(o0x, σ 0y) v0+g (σ0χ, σ 0y)中，求解得到 k'和 c ；4)根据公式
2.根据权利要求1所述的张拉膜结构预张力测量方法，其特征在于，所述步骤4)中的 膜材预张力级别下Vt = k' v0+c的回归系数表的建立过程如下通过建立N组有限元分析 模型进行数值分析，获取各常用预张力组合下的小球不同的入射速度和反射速度；分析入 射速度和反射速度的关系，利用线性回归的方法计算出k'和C。
3.根据权利要求2所述的张拉膜结构预张力测量方法，其特征在于，所述步骤4)中的 膜材预张力级别下Vt = k' v0+c的回归系数表的建立具体过程如下通过建立130组有限 元分析模型进行数值分析，获取不同预张力组合下，小球入射速度％分别为H. lm/s, 16m/ s，18m/s，20.21m/s，22m/s，各入射速度对应的反射速度vt，分析在不同预张力组合下小球 入射速度和反射速度之间的关系，利用线性回归方法计算出k'和c，计算具体步骤是通过设置样本回归直线
全文摘要
本发明提供一种张拉膜结构预张力测量方法，该方法步骤如下1)将一质点小球入射一固定边界的张力膜面，并使小球弹回；2)同时，测量该固定边界张拉膜面内小球的入射速度v0和反射速度vt，3)测量同一固定边界的张拉膜面内小球的入射速度v0和反射速度vt，再以不同的入射速度入射膜面同一点，测量另一组入射和反射速度v′0和v′t；4)将步骤2)测得的两组入射和反射速度值(v0，vt)和(v′0，v″t)代入公式vt＝k′v0+c＝f(σ0x，σ0y)v0+g(σ0x，σ0y)中，求解得到k′和c；5)通过查膜材预张力级别下vt＝k′v0+c的回归系数表，得到膜材预张力σ0x和σ0y。本发明方法以数值分析和理论论证为基础，找到了入射速度、反射速度和膜面预张力的直接关系，提出了具体的方法以实现只通过测量入射速度和反射速度来获得膜材预张力的方法，并由算例验证了本方法的可行性。
文档编号G01L5/04GK102032968SQ20101051705
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者何晓婷, 刘长江, 吴奎, 孙俊贻, 宋伟举, 徐云平, 郑周练, 郭建军, 龙俊, 龚文川 申请人:重庆大学