膜結(jié)構(gòu)分類

張拉式膜結(jié)構(gòu)

以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成，利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。5，剪裁設(shè)計(jì)：這一過(guò)程應(yīng)具備必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補(bǔ)償值（應(yīng)通過(guò)雙軸拉伸試驗(yàn)確定）。除了可實(shí)踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外，也是能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成鋼索網(wǎng)來(lái)支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，且具豐 富的表現(xiàn)力，所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。

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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟

一 形態(tài)確定

1.形狀確定的概念

膜結(jié)構(gòu)的形狀確定問(wèn)題就是確定初始狀態(tài)的問(wèn)題，在許多專著上被稱為“找形”（FormFinding）。

膜結(jié)構(gòu)的形狀確定問(wèn)題有兩種類型：

（1）給定預(yù)應(yīng)力分布的形狀確定問(wèn)題：預(yù)先假定膜結(jié)構(gòu)中應(yīng)力的分布情況，在根據(jù)受力合理或經(jīng)濟(jì)原則進(jìn)行分析計(jì)算，以得到膜的初始幾何狀態(tài)。

（2）給定幾何邊界條件的形狀確定問(wèn)題：預(yù)先確定膜結(jié)構(gòu)的幾何邊界條件，然后計(jì)算分析預(yù)應(yīng)力分布和空間形狀。膜結(jié)構(gòu)只有正確表達(dá)結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才有強(qiáng)大的說(shuō)服力與表現(xiàn)力”這句話揭示了張拉膜結(jié)構(gòu)的精髓。肥皂泡就是合理的自然找形的膜結(jié)構(gòu)。初的找形正是通過(guò)皂膜比擬來(lái)進(jìn)行，后來(lái)發(fā)展到用其他彈性材料做模型，通過(guò)測(cè)量模型的空間坐標(biāo)來(lái)確定形狀，對(duì)于簡(jiǎn)單的外形也可以用幾何分析法來(lái)確定，膜結(jié)構(gòu)找形技術(shù)的真正發(fā)展來(lái)自計(jì)算機(jī)有限元分析方法的發(fā)展。為了尋求膜結(jié)構(gòu)的合理的幾何外形，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)的多次迭代才能得到。

1.荷載分析的內(nèi)容和方法

膜結(jié)構(gòu)的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，檢查結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下的強(qiáng)度、剛度是否滿足預(yù)定要求的過(guò)程。

膜結(jié)構(gòu)的找形有不同的理論方法，但荷載分析基本上都采用非線性有限元法（NonlinearFiniteElementMethod），即將結(jié)構(gòu)離散為單元和結(jié)點(diǎn)，單元與單元通過(guò)結(jié)點(diǎn)相連，外荷載作用在結(jié)點(diǎn)上，通過(guò)建立結(jié)點(diǎn)的平衡方程，獲得求解。

由于索膜結(jié)構(gòu)是大變形問(wèn)題，在推導(dǎo)有限元方程時(shí)，需考慮位移高階項(xiàng)對(duì)應(yīng)變的影響，即考慮幾何非線性。當(dāng)然，膜材本身也是非線性的，在工程應(yīng)用上時(shí)，材料的非線性問(wèn)題一般不予考慮。