索膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)
首先，多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化，新穎美觀，同時(shí)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)之美，且色彩豐富，可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。其次，膜建筑屋面重量僅為常規(guī)鋼屋面的1/30，這是其它形式所不能比擬的。其三，施工周期短。其四，膜材有較高的反射性及較低的光吸收低，并且熱傳導(dǎo)性較低，這極大程度上阻止太陽能進(jìn)入室內(nèi)。另外，膜材的半透明性保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦⑸涔庹彰魇覂?nèi)。因此能耗很低。
索膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì)、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四個(gè)主要方面問題。通過體形設(shè)計(jì)確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式，選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。
由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度，抗剪強(qiáng)度也很差，因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)張應(yīng)力來提高，對(duì)膜結(jié)構(gòu)而言，任何時(shí)候不存在無應(yīng)力狀態(tài)，因此膜曲面形狀*終必須滿足在一定邊界條件、一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡，并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。
目前膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動(dòng)力松馳法、力密度法以及有限單元法等。荷載分析既是分析結(jié)構(gòu)在各種荷載工況下的響應(yīng)。而另一個(gè)目的是確定索、膜中初始預(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個(gè)方向應(yīng)力增加而另一個(gè)方向應(yīng)力減少，這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在*不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零，即不出現(xiàn)皺褶。因?yàn)槟げ牧媳容^輕柔，自振頻率很低，在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振，導(dǎo)致膜材料破壞，如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高，膜材徐變加大，易老化且強(qiáng)度儲(chǔ)備少，對(duì)受力構(gòu)件強(qiáng)度要求也高，增加施工安裝難度。
因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計(jì)算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的膜結(jié)構(gòu)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(gè)膜結(jié)構(gòu)工程中*關(guān)鍵的一個(gè)問題，這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。
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