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[膜结构]设计阶段所要考虑的要点有哪些呢?

2024-04-22 42

膜结构设计阶段所要考虑的要点

膜结构设计是一个复杂的过程,需要考虑多种因素以确保结构的安全性、稳定性和美观性。以下是根据搜索结果整理的膜结构设计阶段所需考虑的要点:

1. 结构形式和外形设计

在膜结构设计初期,需要确定膜面的分布及膜布经、纬分布的方向,各找形基准点的空间坐标,伞形膜结构伞顶的具体位置及帽圈的大小,边索以及其他与膜面形状相关的加强索、脊索和谷索的具体位置及其相应的弧度。这些参数的确定直接影响到膜结构的外形和覆盖面积1。

2. 荷载分析和应力分布

膜面的应力分布及大小不仅影响着膜结构外观的找形,还关系到结构张成后的刚度。因此,在设计阶段需要考虑到所用膜材料的性能、张拉方法及实际张拉的难易程度,以确保膜面应力的合理分布1。

3. 材料选择和耐久性考虑

膜结构的设计应根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。此外,还需要考虑膜材的运输和吊装,以及耐久性与防火考虑2345678。

4. 找形分析和裁剪设计

找形分析是对膜结构而言,在没有施加预应力之前,是没有结构刚度的,也就是说膜结构任何时候不存在无应力状态。由于膜材料本身没有抗弯刚度,其曲面形状与预应力的大小和分布是一一对应的。因此,在控制点坐标确定后,需要给定合理的预应力值及其分布,才能确定合适的膜曲面形状。裁剪分析则是指在预应力状态下的曲面形体上寻求合理的裁剪位置及其分布,然后按照一定的方法三维曲面展开为二维平面8。

5. 关键节点的设计和施工过程的考虑

关键节点的设计是为了避免应力集中,而对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计,需要在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。这包括简化膜与支承结构间的连接节点,降低现场施工量等方面12345678。

6. 考虑膜材的松弛、徐变、老化等问题

在膜结构一体化设计时,需要考虑膜材的松弛、徐变、老化等问题,以确保膜结构在长时间使用下的安全性45678。

7. 考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响

在设计时,应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响,以确保膜结构的长期稳定性和使用寿命45678。

8. 考虑膜材破坏时,支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性

膜结构设计应考虑膜材破坏时,支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性,以确保膜结构在意外情况下的安全性45678。

综上所述,膜结构设计阶段所要考虑的要点涉及到了结构形式、材料选择、力学分析、施工过程等多个方面,需要设计师具备全面的专业知识和丰富的实践经验。