膜結構的應用前景

自重輕,跨度大,造價低,可以很大限度發(fā)揮材料特性,有利防震;造型新穎美觀,色彩多變,可為文化、體育、旅游、商業(yè)設施提供更好的形象包裝;具有較好的防水、透光性能,建設周期短,可做持久性建筑,也可移動搬遷,有利于城建景觀及房地產項目的開發(fā)?？梢灶A見,21世紀中國的經濟突飛猛進,膜結構建筑將在未來大型建筑中展現(xiàn)新、奇、輕、美的特點,因此膜結構建筑的研究與開發(fā)有著廣泛的發(fā)展前景。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最關鍵的一個問題，這正是裁剪分析的主要內容。

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膜結構設計步驟

（3）風振動力分析

風力可分成平均風和脈動風兩部分。平均風的周期較長，其對結構的作用性質相當于靜力。脈動風的周期較短，其對結構的作用為動力性質。當結構的剛度較小，自振頻率較低時，在脈動風荷載的作用下可能產生較大的變形和振動，所以在設計索膜這類小剛度結構時，應進行風振動力計算。索膜結構具有振型頻譜密集、非線性特征和三維效應不可忽略等特點，針對高層和橋梁結構的風振分析方法不能直接應用。索膜結構的響應與荷載呈非線性關系，對于索膜結構定義荷載風振系數(shù)或陣風系數(shù)在理論上也是不正確的。影響中國膜結構廣泛應用的主要因素有：國產膜材料性能差，而進口膜材料價格高。

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(tài)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?shù)膯栴}。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(qū)別對待。

（4）環(huán)境溫度及材料的熱應變性能，尤其是雙層膜結構環(huán)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(fā)現(xiàn)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(qū)域的邊界條件或調整預應力的方法來修正結構的剛度。