膜結構設計

膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點的坐標、結構形式，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。在張拉膜結構設計階段所要考慮的要點有：1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學效果。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度，抗剪強度很差，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應力來提高，對膜結構而言，任何時候不存在無應力狀態(tài)，因此膜曲面形狀終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡，并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。

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索膜結構

索膜結構是用高強度柔性薄膜材料經(jīng)受其它材料的拉壓作用而形成的穩(wěn)定曲面，能承受一定外荷載的空間結構形式。其造型自由、輕巧、柔美，充滿力量感，節(jié)能、使用安全等優(yōu)點，因而使它在世界各地受到廣泛應用，膜結構建筑作為新的建筑形式于本世紀五十年代在國際上開始出現(xiàn)，至今已有四十多年的歷史，特別是到了七十年代以后膜結構的應用得到了迅速發(fā)展。膜結構的出現(xiàn)為建筑師們提供了超出傳統(tǒng)建筑模式以外的新選擇。拼合成型及骨架的鋼結構、鋼索均在工廠加工制作，現(xiàn)場只需組裝，施工簡便，故施工周期比傳統(tǒng)建筑短。

膜結構建筑常用結構型式

膜結構屬于空間結構體系,它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結構,是繼網(wǎng)架、薄殼、懸索結構之后新崛起的一個結構體系。近三十年來,預應力 索在結構體系中的作用和優(yōu)勢已為工程師所充分認識,各種新型索和膜結構體系得到了廣泛的研究和應用。從膜結構的構造和受力特點可將膜結構分為張拉膜結構、充氣膜結構和框式膜結構三大類。膜結構特性5、安全性：按照現(xiàn)有的各國規(guī)范和指南設計的的輕型張拉膜結構具有足夠的安全性。

膜結構設計：測地線裁剪法

裁剪分析與找形技術的產(chǎn)生及發(fā)展過程極為相似，都是從測量實物模型開始的，對于簡單規(guī)則的可展曲面，可直接利用幾何方法將其展開。現(xiàn)代概念上的裁剪分析，主要還是依賴于計算機技術的發(fā)展而發(fā)展的。在此過程中，產(chǎn)生了許多方法，如測地線法、有限元法、優(yōu)化分析法，等等。索膜結構索膜結構是用高強度柔性薄膜材料經(jīng)受其它材料的拉壓作用而形成的穩(wěn)定曲面，能承受一定外荷載的空間結構形式。下面介紹被廣泛應用的測地線法（GeodesicLineMethod）。

測地線又稱短程線，是大地測量學的概念，其通常被理解為：經(jīng)過曲面上兩點并存在于曲面上的短的曲線。所以用測地線作裁剪分析，就是以測地線來剖分空間膜面。這樣做的好處是熱合縫短、用料較省，但熱合縫的分布及材料經(jīng)、緯方向的考慮不易把握。

求曲面上的測地線的問題，實際上是一個求曲面上兩點間曲線長度之泛函極值的問題。由于膜結構幾何外形的新奇多變，也就無法得到曲面上兩點間曲線長度的泛函的顯式，所以通常是求極值確定測地線上的若干點，再用線性插值的方法求中間點，從而求得測地線。

有了測地線就可以確定裁剪線：直接以測地線為裁剪線或從一條測地線向另一條測地線作垂線，以垂線中點的連線作為裁剪線。