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颠覆膜结构设计的思维创新
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  膜结构大部分由钢材和索构成,另外与结构相结合的膜材也逐渐走向功能化、智能化。膜材具有造型轻巧自由、美观;透光、节能、环保,优良的阻燃性能;防污自洁性能;安全、寿命长等优点。膜结构被越来越多的人所接受的原因是造型美观,绿色环保,在膜结构的设计上【我们】要说的是他的设计前提和膜结构设计分类,下面【我们】先来说一下膜结构设计分类,膜结构设计可分为,张拉膜结构设计和膜结构找形【分析】和膜结构剪裁【分析】,下面【我们】来一一介绍膜结构设计

张拉膜设计

  膜结构车棚的设计由于其自身的特点不同于一般传统结构形式,技术上必须经过如下四个步骤

1 建筑方案设计

  建筑师根据业主的意图、功能要求、环境条件等初步确定建筑的平面形状尺寸、空间形式及三维造型、净空体量等,基本确定各控制点的坐标。考虑经济和施工工艺等技术条件,与膜结构【工程】师、业主及施工技术人员等一起确定经济合理的初步设计方案。

2 找形【分析】

  预应力值及对于索膜结构而言,在没有施加预应力之前,是没有结构刚度的,也就是说膜结构任何时候不存在无应力状态。由于膜材料本身没有抗弯刚度,其曲面形状与预应力值的大小和分布是一一对应的,因此在控制点坐标确定后,给定一合理的预应力值及其分布,才能确定合适的膜曲面形状。预应力值的大小与分布是需根据多方面的条件进行反复调整后综合确定的,这个过程叫做找形【分析】。此过程与方案设计过程往往密不可分,往往需反复调整方可即满足建筑形状的要求又保证结构的经济合理及安全可靠。

3 荷载【分析】

  膜结构的控制荷载通常是风载和雪载。在荷载作用下膜结构的变形较大,因此精确计算结构的变形和应力分布要用几何非线性的方法进行。根据不同工况下计算出的索、膜、梁、杆等结构构件中的内力分布的最不利节点做法及构造措施等。因此,经济安全的索膜建筑必须经过仔细的内力【分析】后才能完成,不是凭经验拍脑袋就能确定得了的。荷载【分析】的另一目的是检验确定索、膜中初始预应力,一般来说在找形【分析】时先根据经验假定一预应力值及其分布,然后经荷载【分析】来判定其合理性,即预应力的大小与分布应使在最不利工况下必须满足使用要求、整体和局部位移要求及排水功能等要求。

4 剪裁【分析】

   剪裁【分析】就是在预应力状态下的曲面形体上寻求合理的裁剪线位置及其分布,然后按照一定的方法将三维曲面展开为二维平面。为物尽其用,一般要按照膜材料幅宽进行裁剪,但要兼顾到膜曲面曲率变化情况。由于膜材料具有双向异性性质,故裁剪线的布置要与计算时所设定的膜材经纬向一致,才能保证计算结果与实际相符。

   上面所总结的就是膜结构设计的分类,至于膜结构建筑目前影响中国膜结构广泛【应用】的主要因素有:国产膜材料性能差,而进口膜材料价格高;尚无商业性的膜结构计算南辅助设计系统;人们对膜结构缺乏足够的认识等,希望在不久的将来膜结构建筑会被更多的人认可和更多的建筑采用?

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