外荷载的传递及气垫的承载能力

外荷载的传递及气垫的承载能力

1. 荷载传递机制：

   - 当气垫受到外荷载（如风压力、雪载等）时，气垫的外表面会发生变形。

   - 内部气压的作用会使得气垫内表面的张力增加，以抵抗外荷载。

   - 如果外荷载表现为吸力（例如负风压），则气垫外表面的张力会增加。

   - 这些拉力会传递给支撑气垫的边界构件，通常是铝合金框架或其他刚性结构。

2. 荷载的平衡：

   - 当多个气垫组合在一起时，相邻气垫单元之间的力会相互平衡。

   - 只有在结构的边缘处，支撑结构才会承受来自气垫表面的作用力。

 气垫的承载能力

1. 承载能力的因素：

   - 膜材的厚度：较厚的ETFE膜材能够提供更高的强度和更好的承载能力。

   - 气垫的跨度：气垫的跨度越大，所需的内部气压和膜材厚度就越大。

   - 矢高：矢高是指气垫最高点与最低点之间的垂直距离，较大的矢高有助于提高气垫的稳定性。

   - 气垫的形状：不同的形状会对气垫的承载能力和荷载分布产生影响。

   - 充气压力：较高的充气压力可以增加气垫的刚度和承载能力。

2. 承载能力示例：

   - 以5米跨度的长方形气垫为例，一般情况下可以承受2 kN/m2以上的风吸力和3 kN/m2的雪荷载。

   - 为了获得更大的跨度或更高的承载能力，可以在气垫内部使用不锈钢支架或索网加强结构。

 设计考虑

- 在设计ETFE气垫结构时，需要考虑到所有可能的荷载情况，包括但不限于风荷载、雪荷载、活荷载等，并确保结构有足够的安全裕量。

- 设计师还需要考虑气垫结构的整体稳定性、气垫单元间的相互作用以及支撑结构的强度和稳定性。

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