膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃裁剪四要素主要包括體形規(guī)劃、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析。
一、通過體形規(guī)劃承認(rèn)建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,承認(rèn)各控制點的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)方式,選用膜材和施工方案。
二、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,抗剪強主芤(kou)很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需求靠膜曲面的曲率改動和其間預(yù)應(yīng)力來進步,對膜結(jié)構(gòu)而言,任何時候不存在無應(yīng)力情況,因此膜曲面形狀畢竟必須滿意在必定邊界條件、必定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡,并以此為基準(zhǔn)進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力松馳法、力密度法以及有限單元法等。
三、膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改動,荷載分布也在改動,因此要準(zhǔn)確核算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進行。荷載分析的另一個意圖是一承認(rèn)索、膜中初始預(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個方向應(yīng)力增加而另一個方向應(yīng)力削減,這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿意在更倒霉荷載作用下應(yīng)力不致削減到零,即不呈現(xiàn)皺褶。由于膜材料比較輕柔,自振頻率很低,在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振,導(dǎo)致膜材料損壞,假如初始預(yù)應(yīng)力施加過高,膜材涂變加大,易老化且強度儲備少,對受力構(gòu)件強度要求也高,增加施工安裝難度。因此初始預(yù)應(yīng)力確實認(rèn)要通過荷載核算來承認(rèn)。
四、裁剪分析—通過找形分析而構(gòu)成的膜結(jié)構(gòu)通常為三維不行打開空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉構(gòu)成所需求的三維空間曲面,是整個膜結(jié)構(gòu)工程中更要害的一個問題,這正是裁剪分析的主要內(nèi)容。