膜結構由于其自身的特點,其設計不同于傳統結構
一般情況下,建筑師根據業主的意向、功能要求和環境條件,初步確定建筑物的平面形狀和尺寸、空間形態、三維造型、凈空和容積,基本確定各控制點的坐標。結合經濟、施工技術等技術條件,與膜結構工程師、業主、施工技術人員共同確定經濟合理的初步設計方案。
對于膜結構,在施加預應力前不存在結構剛度,即在任何時候都不存在無應力狀態。由于膜材料本身沒有彎曲剛度,其表面形狀與預應力的大小和分布一一對應,因此在確定控制點坐標后,可以給出合理的預應力值及其分布,從而確定合適的膜表面形狀。預應力值的大小和分布需要根據各種情況反復調整后確定。這個過程叫做找形分析。這一過程往往離不開設計過程,需要反復調整,以滿足建筑造型的要求,保證結構的經濟合理性、安全性和可靠性。
膜結構的控制荷載通常為風荷載和雪荷載。膜結構在荷載作用下變形較大,應采用幾何非線性方法精確計算結構的變形和應力分布。根據不同工況下計算的索、膜、梁、桿等結構構件內力分布的很不利情況,選擇索、膜等材料的型號和尺寸,確定具體的節點做法和構造措施。因此,經濟、安全的纜索施工只有經過仔細的內力分析才能完成,而這是經驗所不能確定的。傳統的帳篷建筑理念離不開膜結構設計。
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