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颠覆膜 结构设计的思维创新

   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 建筑被越来越多的人所接受的原因是如景观膜结构造型美观,绿色环保,在膜结 构公司在膜结构设计上源全膜结构要说的是他的设计前提和膜结构设计分类。
下面源 全膜结构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。
 膜结构 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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