現代化膜結構的設計流程解析

      現代化膜結構的設計流程解析，關於膜結構設計流程外行人肯定不知道，膜結構車棚相信我們都見過，小區，市場随處可見，我們都知道是保護我們愛車的保護傘，那麽設計流程你知道麽？小編帶大家瞭解一下。
     膜結構的設計由於其自身的特點不同於一般傳統結構形式，技術上必須經過如下四個步驟。
一、建築方案設計
一般由建築師根據業主的意圖、功能要求、環境條件等初步確定建築的平面形狀尺寸、空間形式及三維造型、淨空體量等，基本確定各控制點的坐标。考慮經濟和施工工藝等技術條件，與膜結構工程師、業主及施工技術人員等一起確定經濟合理的初步設計方案
。
二、找形分析
對於索膜結構而言
，在沒有施加預應力之前，是沒有結構剛度的，也就是說膜結構任何時候不存在無應力狀态。由於膜材料本身沒有抗彎剛度，其曲面形狀與預應力值的大小和分布是一一對應的，因此在控制點坐标確定後，給定一合理的預應力值及其分布，才能確定合适的膜曲面形狀。預應力值的大小與分布是需根據多方面的條件進行反複調整後綜合確定的，這個過程叫做找形分析。此過程與方案設計過程往往密不可分，往往需反複調整方可即滿足建築形狀的要求又保證結構的經濟合理及安全可靠。
三、荷載分析
膜結構的控制荷載通常是風載和雪載。在荷載作用下膜結構的變形較大，因此精確計算結構的變形和應力分布要用幾何非線性的方法進行
。根據不同工況下計算出的索、膜、梁、杆等結構構件中的内力分布的最不利情況，來選定索、膜等材料的型号及尺寸，確定詳細的節點做法及構造措施等。因此
，經濟安全的索膜建築必須經過仔細的内力分析後才能完成，不是憑經驗拍腦袋就能確定得瞭的。
荷載分析的另一目的是檢驗確定索、膜中初始預應力，一般來說在找形分析時先根據經驗假定一預應力值及其分布，然後經荷載分析來判定其合理性，即預應力的大小與分布應使在最不利工況下必須滿足使用要求、整體和局部位移要求及排水功能等要求。
四、剪裁分析
剪裁分析就是在預應力狀态下的曲面形體上尋求合理的裁剪線位置及其分布，然後按照一定的方法将三維曲面展開爲二維平面。爲物盡其用，一般要按照膜材料幅寬進行裁剪，但要兼顧到膜曲面曲率變化情況。由於膜材料具有雙向異性性質，故裁剪線的布置要與計算時所設定的膜材經緯向一緻，才能保證計算結果與實際相符。
膜材料的裁剪下料通常是在無應力狀态下進行的，如何在預應力的形體上進行無應力狀态下的裁剪分析，國内外學者都已進行瞭較爲深入的研究，提出瞭諸如幾何法、最小二乘法、動态規劃法與平面熱應力原理相結合的有限單元法等多種方法，但在實際工程中還必須考慮以下幾點：
1、確定膜的經緯向布置及膜片之間現場拼接縫位置，膜的經緯向布置會影響觀瞻、膜材的利用率、制作的工作量等，還須與計算模型相吻合。現場拼接縫處理不當容易漏雨，所以一般在脊處作爲現場拼接縫比較合适。
2、膜材與硬邊界的連接點處，應考慮特殊的補償值，以便於安裝。
3、必須保證索邊界的工作點不變，對於其它硬性邊界，由於構件本身存在一定的空間尺度，可根據實際情況改變膜的工作點或保持膜的工作點不變，變換連接構件的做法，但一般說來後者較困難一些。另外，邊角處膜的剪裁應嚴格按照實際結構構造做法尺寸進行裁剪。
4、膜的剪裁要充分利用膜材料的幅寬，即考慮瞭熱合搭接長度、預應力伸縮補償、邊界做法等因素後，裁出的膜片要盡量接近膜材的幅寬，以提高膜材的利用率。