膜结构设计

膜结构设计理念

• 膜结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。
• 膜结构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。
• 膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进行。
• 膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。
• 对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计，应在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。
• 膜材只能承受拉力，不能承受压力和弯矩。
• 膜面的最大主应力应小于膜材的强度设计值，在荷载长期作用下，最小主应力应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。
• 膜结构一体化设计时，应考虑膜材的松弛、徐变、老化。
• 膜结构设计时，应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
• 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。

设计内容

初始态分析

确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面，并能够抵抗各种可能的荷载工况；这是一个反复修正的过程。

荷载态分析

张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的1/5，混凝土结构的1/40；因此膜结构对地震力有良好的适应性，而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。

尺寸的确定

及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时，应注意不同设计方法间的系数转换。

连接设计

包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

剪裁设计

这一过程应具备必要的试验数据，包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值（应通过双轴拉伸试验确定）。

膜结构声学设计

膜结构建筑声学设计通常集中围绕两方面的声学品质进行。

• 如何屏蔽外部噪声对建筑内部的影响。
• 建筑内部轮廓对回声作用与混响时间影响。噪声与回声需要考虑的因素截然不同，但两者必须同时考虑，井评价建筑声环境综合品质。

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

•