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张拉膜结构工程设计有哪些内容?
编辑:浙江博旺膜结构工程有限公司   发布时间:2017-03-22

张拉膜结构工程设计有哪些内容?

    膜结构设计空间大,可塑性强,一直以来都是客户选择的重要因素之一,其中膜结构设计包含了哪些内容呢?里面的内容又关系到了什么呢?下面针对这一话题为大家做个介绍。

    膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。打破了纯直线建筑风格的模式,以其独有的优美曲面造型,简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合,呈现给人以耳目一新的感觉,同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。



     膜结构的设计主要包括体形设计、荷载分析、初始平衡形状分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,坐标高的膜结构伤不起啊!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。


1,初始态分析:确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能够抵抗各种可能的荷载工况;这是一个反复修正的过程。 


2,剪裁设计:这一过程应具备必要的试验数据,包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值(应通过双轴拉伸试验确定)。 


3,连接设计:包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。 



4,主要结构构件尺寸的确定,及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时,应注意不同设计方法间的系数转换。 


5,荷载态分析:张拉膜结构自身重量很轻,仅为钢结构的1/5,混凝土结构的1/40;因此膜结构对地震力有良好的适应性,而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少,故对膜结构的设计通常采用安全系数法。 

索膜结构在方案阶段需要考虑的问题有: 


1,预张力的大小及张拉方式; 


2,根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式; 


3,考虑膜面及其固定件的形状以避免积水(雪); 


4,关键节点的设计,以避免应力集中; 


5,考虑膜材的运输和吊装; 


6,耐久性与防火考虑。 



索膜结构研究的主要问题有: 


1,找形(Form-finding)或更进一步叫“形态理论”; 


2,考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应; 


3,结构在风荷载作用下的动力稳定性; 


4,裁剪优化; 


5,膜与索及支承结构间的相互作用。 


在膜结构设计阶段所要考虑的要点有: 


1,细化支承结构,以充分表达透明的空间和轻巧的形状; 


2,简化膜与支承结构间的连接节点,降低现场施工量。 

膜结构是用膜材作为围护构件,用钢索和钢杆(抑或是钢架)作为膜材的支撑结构。同时膜结构柔顺的曲面,广阔的空间,半透明的室内环境,张拉膜是其具有膜结构的广阔发展前景,索膜结构将成为21实际空间结构发展的主流。 


3,保证膜面有足够的曲率,以获得较大的刚度和美学效果;


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