我們很明顯的看出膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于膜結(jié)構(gòu)建筑的重要性,再者膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及所需要解決的問題所在,只有更好的了解其問題才能找到好的方法對(duì)癥下藥。
下面先說一說膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程:
1、找形設(shè)計(jì)是索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn),所謂找形,就是根據(jù)膜材的特點(diǎn)和建筑師的要求,找出更合理的空間形體。目前比較流行的找形方法有,力密度法、動(dòng)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(jì)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(jì)算時(shí)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;
3、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(dòng)力特性是目前理論和試驗(yàn)研究中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。
膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般主要分為:
1、找出一個(gè)初始平衡形狀
2、各種荷載組合下的力學(xué)分析以保證安全
3、裁剪制作
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(diǎn),降低現(xiàn)場(chǎng)施工量等等。