中天膜结构——膜结构工程之膜结构褶皱的危害及消除

合肥膜结构的褶皱是指在单向拉伸应力作用下，膜材料的平面（表面）外的变形。

有两种类型：

一种是由于膜张力在一个方向上消失而引起的膜材料的松弛，称为结构褶皱。

另一种是由于薄膜生产工艺缺陷，热粘合不当或包装折叠不当，称为材料折叠。合肥膜结构的褶皱是暂时的，随着膜表面的重新张紧而消失。物质褶皱是结构性的。

一般所说的褶皱是指前者，即构造褶皱。褶皱对膜结构及其结构性能的影响不容忽视，而不仅仅体现在视觉效果上。

褶皱的出现会导致膜表面预紧力的重新分布，使膜表面某些区域的应力低于设计值，而某些区域的应力高于设计值。当膜表面应力大于设计值时，会导致膜材料产生较大的应变和蠕变，甚至出现局部撕裂。

此外，褶皱也会影响结构的美观性和排水性能。因此，在膜结构施工过程中，在正常使用（长期荷载组合）情况下，应尽量避免褶皱。

在荷载状态分析中，可以通过计算单元的主应力来区分折叠单元。设单元主应力为a1和a2，a1>a2，则：

A1>0，a2 b>0，机组工作正常；

A1<0，A2<0，单位退出工作；

A1>0，a2<0，单元单向控制。

在第三种情况下，会有褶皱。由于褶皱的出现，薄膜表面的应力将重新分布。在计算中，可以采用修改折叠单元刚度矩阵的方法来减少或忽略单元对整体刚度矩阵的贡献。

如果结构在荷载作用下产生较多的褶皱，说明结构刚度不足。在特定的荷载组合下，局部区域的膜材料不是处于完全拉伸状态，也就是说，通过找形得到的曲面是“不成形”的。

此时，我们应该回到找形阶段对表面进行修改，即通过修改局部区域的边界条件或调整预紧力来修改结构的刚度。