膜结构设计

膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韧性***，不会因折叠而产生脆裂或是破损，这样的材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和前提。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强度很差，因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。

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膜结构应用

我国膜结构建筑虽然起步较晚，但是发展速度非常快。膜结构设计膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。从1997年至2001年，五年内我国建造的膜结构达37万吨;2003年建造的膜结构约18万吨;2005年、2006年建造的膜结构分别超过33和40万吨。2008年北京奥运会、2010年上海世博会和广州亚运会的举行，以及各种类型的展览馆建设，使得我国迎来了膜结构建筑的发展高峰期，这几年间我国膜结构建筑的建造规模扩张非常迅速。

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。