膜结构的应用前景

自重轻,跨度大,造价低,可以很大限度发挥材料特性,有利防震;造型新颖美观,色彩多变,可为文化、体育、旅游、商业设施提供更好的形象包装;具有较好的防水、透光性能,建设周期短,可做持久性建筑,也可移动搬迁,有利于城建景观及房地产项目的开发。由于膜结构新颖美观的造型和多变的色彩,还可用于标识性建筑,例如城市与地方的标识、公园入口标识、展览会标识、行业与会议标识等。可以预见,21世纪中国的经济突飞猛进,膜结构建筑将在未来大型建筑中展现新、奇、轻、美的特点,因此膜结构建筑的研究与开发有着广泛的发展前景。

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膜结构设计步骤

1.荷载分析的内容和方法

膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的，检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。

膜结构的找形有不同的理论方法，但荷载分析基本上都采用非线性有限元法（NonlinearFiniteElementMethod），即将结构离散为单元和结点，单元与单元通过结点相连，外荷载作用在结点上，通过建立结点的平衡方程，获得求解。

由于索膜结构是大变形问题，在推导有限元方程时，需考虑位移高阶项对应变的影响，即考虑几何非线性。当然，膜材本身也是非线性的，在工程应用上时，材料的非线性问题一般不予考虑。

2.风荷载作用

膜结构区别于传统结构的两个显著特点是轻和柔。膜结构膜材安装1、膜材安装前，钢结构的挑梁宜加临时支撑或平衡索，确保钢结构在膜材安装中受力平衡，2、在膜材安装前，对钢结构在尺寸进行测量复核。轻，意味着结构自身重量和惯性力小，自重不是主要荷载，力可以忽略不计，而风是主要荷载；柔，意味着结构无抗弯刚度，结构对外荷载的抵抗是通过形状改变来实现的，表现出几何非线性特征。膜结构的特点决定了膜结构是风敏感结构，抗风设计在膜结构设计中处于主要地位。

膜结构轻、柔、飘的显著特点决定了膜结构抗风计算的内容也有自身特点。

膜结构设计裁剪分析步骤：

（1）空间膜面剖分成空间膜条

膜结构是通过结构来表现造型，空间膜面在剖分成膜条时，要充分考虑膜条的边线即热合缝对美观的影响；同时膜材是正交异性材料，为使其受力性能更好，应保证织物的经、纬方向与曲面上的主应力方向尽可能一致；此外，用料省、缝线短，也是进行膜面剖分必须考虑的因素。膜结构膜材：PTFEPTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。