浅析索滑移对膜结构自行车车棚结构性能的影响

　　据报道，对于索滑移对膜结构自行车车棚各性能的影响，有研究人员使用空间二节点线性索单元来推导连续索的滑动刚度；然后，基于摩擦定律，按照材料力学点的应力应变关系，推导了索单元对膜单元的张力公式，给出了索与膜之间的摩擦公式；其次，提出了考虑摩擦的拉索滑移问题的求解方法；末后，通过一个算例进行求解，得出以下结论：

　　（1）在相同荷载作用下，考虑拉索无摩擦滑移时，拉索受力均匀，脊索受力整体增大；考虑索的摩擦滑移时，索力不均匀，索力减小，但对于索力的影响较小，摩擦对脊索的影响大于谷索。

　　（2）膜的较大主应力减小，但摩擦力对膜的较大主应力影响不大。

　　简而言之，虽然索膜间的摩擦力对于结构的静力影响较小，这是因为本例中的摩擦力仅为索力的1%，这还不足以对索力和膜内力产生很大的影响，但摩擦的存在影响了膜的折叠次数和索的下料长度；在实际工程中，由于摩擦必须存在，因此应尽量减小摩擦。

　　另有研究人员用有限元法分析了索滑动对膜结构自行车车棚的影响。研究结果是令人鼓舞的，索滑动对结构的整体外形、静载下的受力性能影响不大，对结构自振性能的影响是双重的。当索与膜之间可以滑动，且没有摩擦力时，索可在膜表面作"自由"振动。摩擦力的存在约束了索的"自由"振动，考虑不考虑滑动对结构的自振特性影响很小。

　　以上结果是建立在算例的基础上，算例中的计算参数参考了同类文献，但已作了适当调整，因此与实际薄膜结构设计参数不整体符合。讨论的索，以实际薄膜结构中的稳定索为工程背景，稳定索的主要用途是加强张力膜结构在风载下的稳定性。本文的讨论虽限于静载范围，但可为以后研究张力膜结构自行车车棚中稳定索在风激振下的性能提供参考。另外，索与膜之间摩擦系数大小的影响也需进一步的讨论。