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膜结构设计主要包括以下内容:

1)初始态分析:确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能够抵抗各种可能的荷载工况:这是一个反复修正的过程。

2)荷载态分析:张拉膜结构自身重量很轻,仅为钢结构的1/5,混凝土结构的1/40:因此膜结构对地震力有良好的适应性,而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少,故对膜结构的设计通常采用安全系数法。

3)主要结构构件尺寸的确定,及对支撑结构的有限元分析。当支撑结构的设计方法与膜结构不同时,应注意不同设计方法间的系数转换。

4连接设计:包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

5)剪裁设计:这一过程应具备必要的试验数据,包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值(应通过双轴拉伸试验确定)。

膜结构在方案阶段需要考虑的问题有:

1. 1.预张力的大小及张拉方式。

2. 2.根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式。

3. 3.考虑膜面及其固定件的形状以避免积水(雪)。

4. 4.关键节点的设计,以避免应力集中。

5. 5.考虑膜材的运输和吊装。

6. 6.耐久性与防火考虑。

7. 

在膜结构设计阶段所要考虑的要点有:

①保证膜面有足够的曲率,以获得较大的刚度和美学效果。弯②细化支撑结构,以充分表达透明的空间和轻巧的形状。

③简化膜与支撑结构间的连接节点,降低现场施工量。