由“新繁星”帐篷的介绍 讨论下穹顶结构的不稳定性

    昨天看到新繁星的介绍贴 文中提到“双杆单交叉设计好处在于两杆交叉后，每个面大体上都是三角形，四个三角形互为支撑，众所周知三角形最稳定，所以帐篷稳定性很好。” 对于这段话我不太认同 由此引伸到穹顶结构的稳定性 所以希望大家共同讨论一下 简单画一下示意图哈大家看看对不对 不做太复杂的力学分析 没学过 不会

2016-4-19 11:03 上传

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    先参看左图 在我看来 交叉杆穹顶型结构的帐篷 其所谓的三角形 仅仅在投影下可以实现 而实际来看 任何角度的纵剖 我们都找不到三角形的痕迹 真正组成穹顶帐篷的支撑主体的 是四个弧 相邻两个弧之间的三角形其实并不是平面的三角形 而是立体的曲面 相当于你用纸片剪出一个三角形 然后横向弯曲 这几乎是没有任何强度的 放到帐篷上也差不多 由于中心没有支撑 抗压全靠铝杆自身的强度 外加对面铝杆伸展形成的推力 单凭这个 在风压下是很难形成有力的支撑的 瞬时强风下甚至瞬间向内溃缩（很常见吧） 至少至少 和其他结构来比较 没有什么先天的优势 和三角形没什么关系 也就谈不上“众所周知”的“稳定性很好”
    那么这个并不是很稳定的穹顶结构如何增强抗风性呢 看中图 大概考虑了一下拉结风绳后的结构 铝杆端头、地钉和风绳节点（铝杆或者布料中线）形成了一个三角形（尽管不特别完整 左边线可弯曲） 零拉伸的风绳节点受压迫后 节点沿着弧线切线方向向下运动 也就是小幅度被压向地面方向 同时铝杆形成向地面的推力 给风绳以支撑 增强了抗风性 虽不完整但是毕竟可以算作在三角形上形成的作用 所以稳定性明显增强 可见穹顶结构打风绳的重要性
    最后看金字塔为什么抗风好 右图 很明显金字塔中间有一个强有力的支撑：登山杖 这个可以看作是零溃缩的支撑 和同样零溃缩的地面、受拉力可绷紧的面料 形成了最完整的三角形 斜边绷紧后 三角形达到最大稳定 当风压开始 斜边内凹 拉动登山杖顶端向右移动 但是却被左侧斜边拉紧限制； 即使面料不够紧绷 登山杖端头向左轻微移动 也会对右斜边产生拉力 使右斜边绷直 抵消内凹 保持三角形不变 可见金字塔才是实打实的最稳定三角形结构
    最后 不难看出 无论是穹顶加风绳 还是金字塔 迎风面的地钉绝对是重中之重 巨大的瞬间风压形成的反反复复的拉力对地钉绝对是考验 有条件的话 迎风面拉两道风绳加固才是首选

忘却自由的龙族 发表于 2016-4-19 11:43 昨天看到新繁星的介绍贴 文中提到“双杆单交叉设计好处在于两杆交叉后，每个面大体上都是三角形，四个三 ... ...

分析不针对新繁星哈 仅仅是对穹顶结构的讨论 自由之魂我是很喜欢很关注的 虽然还没拥有过 但是用过也算是用户吧 类似结构的很多牌子都有 但是能够做到精益求精 即使再简单再大众的结构都可以出精品

还是做风洞比较好。楼主这么分析不够严格

zdl2584600 发表于 2016-4-19 12:57 还是做风洞比较好。楼主这么分析不够严格

嘿嘿 这个也可以不用风洞 搬个小马扎坐帐篷边上看一会就知道了

zdl2584600 发表于 2016-4-19 12:57 还是做风洞比较好。楼主这么分析不够严格

据说国内能做对外商业风洞测试的地方也就一两处，测一次大十几万费用~

shjan 发表于 2016-4-19 14:06

不用那么累, 找个货车, 把帐篷支到顶上, 找个偏僻公里跑就行了.  十二级风才 120 公里/小时. 而且车顶可以做成旋转的, 各个方向的受风都可以测试到, 全程全方位摄像, 然后回去分析. 后面跟个车捡零件就行.

fatpeach 发表于 2016-4-19 14:16

这办法可行

YuccaNT 发表于 2016-4-19 14:29

以前看视频里面老外测试反应堆, 90公里时速的时候,反应堆还可以工作. 然后他们就写90公里风速测试, 我觉得也蛮合理的.

fatpeach 发表于 2016-4-19 14:34

你说的方法只能测持续增强的风 模拟不出瞬时的大风 不行不行

shjan 发表于 2016-4-19 14:06

能模拟这个风的风洞估计全球都没有几个.不知道谁家的帐篷可以抗下来,

2016-4-19 14:39 上传

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