鎮(zhèn)江索膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計
來源：
揚州市唯美膜結(jié)構(gòu)有限公司 日期：06-27 2812 屬于：行業(yè)動態(tài)
由于索、膜等主要受力構(gòu)件均為柔性材料，必須施加預(yù)應(yīng)力，才能決定索膜結(jié)構(gòu)不同的形狀。因此，索膜建筑的設(shè)計，就是要把建筑功能、內(nèi)外環(huán)境的協(xié)調(diào)、找形和結(jié)構(gòu)傳力體系分析、材料的選擇與剪裁等集為一體，并借助于計算機(jī)的圖形和多媒體技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與方案設(shè)計，再用結(jié)構(gòu)找形、體系內(nèi)力分析與剪裁的軟件，完成索與膜的下料與零件的加工圖紙。設(shè)計一般分為三個步驟找出一個初始平衡形狀(form-finding即找形);各種荷載組合下的力學(xué)分析以保證安全(analysis);裁剪制作(pat-teming) 。需要解決的主要問題有:保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學(xué)效果;細(xì)化支承結(jié)構(gòu)，以充分表達(dá)透明的空間和輕巧的形狀;簡化膜與支承結(jié)構(gòu)間的連接節(jié)點，降低現(xiàn)場施工量。
（1）找形設(shè)計是索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點和難點。所謂找形，就是根據(jù)膜材的特點和建筑師的要求，找出合理的空間形體。目前比較流行的找形方法有，力密度法、動力松弛法和非線性有限元法。
（2）受力分析薄膜結(jié)構(gòu)的受力分析一般是應(yīng)用有限單元法計算結(jié)構(gòu)在雪荷載、自重等外部荷載的作用下的反應(yīng)。計算時要考慮幾何非線性，可以忽略材料的物理非線性，用Newton- Raphson法來求解。在靜力分析過程中，如果單元出現(xiàn)壓應(yīng)力，解決的辦法一般是忽略該單元在結(jié)構(gòu)分析中的作用，但是必須保證剛度矩陣不奇異，以便求解的順利進(jìn)行。
與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，薄膜結(jié)構(gòu)的自重較小，柔度很大，自振頻率很低，因此其靜力和地震作用不起主導(dǎo)作用。而在風(fēng)荷載的作用下結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生風(fēng)振現(xiàn)象，使膜材撕裂破壞。因此，薄膜結(jié)構(gòu)在風(fēng)載下的動力特性是目前理論和試驗研究中的難點和熱點之一。
（1）找形設(shè)計是索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點和難點。所謂找形，就是根據(jù)膜材的特點和建筑師的要求，找出合理的空間形體。目前比較流行的找形方法有，力密度法、動力松弛法和非線性有限元法。
（2）受力分析薄膜結(jié)構(gòu)的受力分析一般是應(yīng)用有限單元法計算結(jié)構(gòu)在雪荷載、自重等外部荷載的作用下的反應(yīng)。計算時要考慮幾何非線性，可以忽略材料的物理非線性，用Newton- Raphson法來求解。在靜力分析過程中，如果單元出現(xiàn)壓應(yīng)力，解決的辦法一般是忽略該單元在結(jié)構(gòu)分析中的作用，但是必須保證剛度矩陣不奇異，以便求解的順利進(jìn)行。
與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，薄膜結(jié)構(gòu)的自重較小，柔度很大，自振頻率很低，因此其靜力和地震作用不起主導(dǎo)作用。而在風(fēng)荷載的作用下結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生風(fēng)振現(xiàn)象，使膜材撕裂破壞。因此，薄膜結(jié)構(gòu)在風(fēng)載下的動力特性是目前理論和試驗研究中的難點和熱點之一。
