膜結構建筑工程品牌企業“本信息長期有效”

膜結構設計

膜結構找形分析的方法主要有動力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結構考慮的荷載一般是風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大，且隨著形狀的改變，荷載分布也在改變，因此要準確計算結構的變形和應力要用幾何非線性的方法進行。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少，這就要求施加初始張應力的程度要滿足在不利荷載作用下應力不致減少到零，即不出現皺褶。因為膜材料比較輕柔，自振頻率很低，在風荷載作用下極易產生風振，導致膜材料破壞，如果初始預應力施加過高，膜材涂變加大，易老化且強度儲備少，對受力構件強度要求也高，增加施工安裝難度。通過膜材和透光保溫材料的適當組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。經過找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個膜結構工程中關鍵的一個問題，這正是裁剪分析的主要內容。

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膜結構建筑常用結構型式

膜結構屬于空間結構體系,它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結構,是繼網架、薄殼、懸索結構之后新崛起的一個結構體系。近三十年來,預應力 索在結構體系中的作用和優勢已為工程師所充分認識,各種新型索和膜結構體系得到了廣泛的研究和應用。1995年建成的北京房山游泳館(跨度33m,1100m2)與鞍山農委游泳館(跨度30m,1000m2)是我國正式應用于工程的空氣支承膜結構,標志我國開始啟動膜結構的工程建設。從膜結構的構造和受力特點可將膜結構分為張拉膜結構、充氣膜結構和框式膜結構三大類。

膜結構設計：應變補償

膜結構是在預張力作用下工作的，而膜材的裁剪下料是在無應力狀態下進行的，因而在確定裁剪式樣時，有一個對膜材釋放預應力、進行應變補償的問題。影響膜材應變補償率的因素可歸納為以下幾個方面：

（1）膜面的預應力值及膜材的彈性模量和泊松比，這是影響應變補償率的直接因素。

（2）主應力方向與膜材經、緯向纖維間的夾角，這一問題變的重要是因為膜材是正交異性材料。

（3）熱合縫及補強層，熱合縫及補強層的性能不同于單層膜，其應變補償應區別對待。

（4）環境溫度及材料的熱應變性能，尤其是雙層膜結構環境溫度相差較大時，要特別注意。

在荷載分析中，在每一荷載增量步中對所有的單元進行逐一判別，如發現褶皺單元，可按以下方法處理：

（1）修元剛度：減小褶皺單元對結構總體剛度的貢獻，即修改褶皺單元的剛度矩陣，從而減小自身的實際荷載分擔，結果是增加了相臨單元的負擔。

（2）修改結構剛度：回到找形階段，對曲面進行修正，即通過修改局部區域的邊界條件或調整預應力的方法來修正結構的剛度。