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膜结构的设计与施工

膜结构建筑的结构计算通常由计算机完成，其复杂型体的整体空间作用和繁杂的*风计算是从事一般建筑结构设计的工程师难以完成的。国外 各大从事膜结构建筑设计和安装的****公司，都各自开发了大型的****软件，膜结构顶篷报价，但为了控制市场都严格保密。目前国内已经出现的诸如上海八万*育场等少数膜结构建筑，也都是外国公司设计的。我国自行设计的大型膜结构还很少，膜结构顶篷施工，国内也尚无成熟的理论计算方法及相应的计算设计程序，制约了膜结构在我国的发展、应用与研究。

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膜结构设计

膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有*压和*弯刚度，*剪强主芤很差，因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来****，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状较终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大，且随着形状的改变，荷载分布也在改变，因此要准确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少，这就要求施加初始张应力的程度要满足在较不利荷载作用下应力不致减少到零，即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔，自振频率很低，在风荷载作用下****易产生风振，导致膜材料*，如果初始预应力施加过高，膜材涂变加大，易老化且强度储备少，对受力构件强度要求也高，增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面，如何通过二维材料的裁剪，张拉形成所需要的三维空间曲面，是整个膜结构工程中较关键的一个问题。

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膜结构

膜结构，是以建筑织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构建或拉索共同组成的结构体系，它以其新颖*的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。

膜材料是以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层，配以****的PVC组成的具有稳定的形状，并可承受一定载荷的建筑纺织品。它的寿命因不同的表面涂层而异，一般可达到12-50年。

建筑造型优美

膜结构建筑是21世纪较具代表性与充满前途的建筑形式。它打*了纯直线建筑风格的模式，文山膜结构顶篷，以其****的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的****组合，呈现给人以耳目一新的感觉，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。

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