本篇文章給大家談談膜結構設計,，以及膜結構設計軟件對應的知識點，希望對各位有所幫助,，不要忘了收藏本站喔,，本文目錄一覽：，1,、,，膜結構的設計，2,、,，膜結構設計中主要注意的關鍵點都有哪些,，3、,，膜結構設計的原則有哪些,？，4,、,，膜結構怎么設計軟件，5,、,，張拉膜結構的設計方法需要考慮到的問題有哪些？
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膜結構的設計
膜結構的設計主要包括體形設計,、初始平衡形狀分析,、荷載分析、裁剪分析等四大問題,。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸,、三維造型、凈空體量,，確定各控制點的坐標,、結構形式，選用膜材和施工方案,。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，抗剪強主芤很差,，因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高,，對膜結構而言,，任何時候不存在無應力狀態(tài)，因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件,、一定預應力條件下的力學平衡,，并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。膜結構找形分析的方法主要有動力松弛法,、力密度法以及有限單元法等,。膜結構考慮的荷載一般是風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,，且隨著形狀的改變,，荷載分布也在改變，因此要精確計算結構的變形和應力要用幾何非線性的方法進行,。荷載分析的另一個目的是一確定索,、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少,，這就要求施加初始張應力的程度要滿足在最不利荷載作用下應力不致減少到零,，即不出現(xiàn)皺褶。因為膜材料比較輕柔,，自振頻率很低,，在風荷載作用下極易產生風振，導致膜材料破壞,，如果初始預應力施加過高，膜材涂變加大,，易老化且強度儲備少,，對受力構件強度要求也高，增加施工安裝難度,。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定,。經(jīng)過找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪,，張拉形成所需要的三維空間曲面,，是整個膜結構工程中最關鍵的一個問題，這正是裁剪分析的主要內容,。
膜結構設計軟件主要有如下： 1,。德國膜結構設計軟件easy10.0， 2,。意大利膜結構設計軟件forten4000,， 3。同濟大學膜結構設計軟件3D3S11.0 4,。上海交大膜結構設計軟件SMCAD4.0 5,。新加坡膜結構設計軟件WinFabric 6,。日本太陽膜結構設計軟件Images 7。中國建筑科學研究院結構所空間結構室膜結構設計軟件MEMBS 8,。澳大利亞膜結構設計軟件FABDES 膜結構體系由膜面,、邊索和脊索、谷索,、支承結構,、錨固系統(tǒng)，以及各部分之間的連接節(jié)點等組成,，見下示意圖：
膜結構按支承條件分類為：柔性支承結構體系,、剛性支承結構體系、混合支承結構體系,，結構示意圖見下圖：
膜結構按結構可分為：骨格式膜結構,、張拉式膜結構、充氣式膜結構,。詳細見下圖：
膜結構建筑形式的分類： 從結構上分可分為：骨架式膜結構,，張拉式膜結構，充氣式膜結構3種形式
1.骨架式膜結構（Frame Supported Structure）
以鋼構或是集成材構成的屋頂骨架,，在其上方張拉膜材的構造形式,，下部支撐結構安定性高，因屋頂造型比較單純,，開口部不易受限制,，且經(jīng)濟效益高等特點，廣泛適用于任何大,，小規(guī)模的空間,。
2.張拉式膜結構（Tension Suspension Structure） 以膜材、鋼索及支柱構成,，利用鋼索與支柱在膜材中導入張力以達安 定的形式,。除了可實踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外,，也是最能展現(xiàn)膜結 構精神的構造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構成鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式,。因施工精度要求]高，結構性能強,，且具豐 富的表現(xiàn)力,，所以造價略高于骨架式膜結構。
3.充氣式膜結構（Pneumatic Structure） 充氣式膜結構是將膜材固定于屋頂結構周邊,，利用送風系統(tǒng)讓室內氣壓上升到一定壓力后,，使屋頂內外產生壓力差，以抵抗外力,，因利用氣壓來支 撐,，及鋼索作為輔助材,，無需任何梁，柱支撐,，可得更大的空間,，施工快捷，經(jīng)濟效益高,，但需維持進行24小時送風機運轉,，在持續(xù)運行及機器維護費用的成本上較高。
現(xiàn)今,，城市中已越來越多地可以見到膜結構的身影,。膜結構已經(jīng)被應用到各類建筑結構中，在我們的城市中充當著不可或缺的角色：
膜結構設計中主要注意的關鍵點都有哪些
現(xiàn)在的住宅區(qū)是越來越漂亮了,，有的小區(qū)中央有一座噴水池或者有幾處水景,，有的小區(qū)用鵝卵石鋪成的石子路。當然,，還有的小區(qū)建造了景觀膜結構的建筑,。用膜材料造成的建筑不僅形態(tài)萬千，優(yōu)美可人,，膜結構在城市家具突出貢獻我們是有目共睹的,。不管是水景，石子路還是膜景觀建筑,，都是建筑工程師與企業(yè)商對更高藝術性的追求,。但是任何事情都有兩面性，所以這種膜建筑也有不利的,。有些景觀膜建筑,，在上面花了很多成本，但是沒有什么好的效果,，這就是它不利的一面。所以我們在構建膜建筑的時候還要考慮其成本,。實現(xiàn)建筑工程師與開發(fā)商的共贏合作,。
這樣才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展政策。那么我們在設計膜建筑的時候應該從哪些方面來考慮呢,，形體設計,、初始平衡形狀的分析，以及荷載和裁剪的分析,。只要注意這四大方面的問題,，就能夠將膜建筑的優(yōu)點最大化。建筑平面的形狀大小,、三維效果的造型,、空間體積的大小,、坐標、結構形式都是由體形設計來確定的,。所謂的初始平衡形狀分析就是找一個最開始的形狀,。因為膜材料本身的抗壓性和抗彎剛性是沒有的，抗剪能力也差,，所以我們只能依靠膜表層曲面的曲率變化和它的預應力來改善提高,，加強它的剛性和抗壓性?？臻g網(wǎng)架結構設計中應注意的問題 網(wǎng)架結構是以多根桿件按照一定的規(guī)律組合而成的網(wǎng)格狀高次超靜定結構,。
膜結構設計的原則有哪些,？
膜結構的形狀確定問題就是確定初始狀態(tài)的問題,，在許多專著上被稱為“找形”（FormFinding）。膜結構的形狀確定問題有兩種類型：給定預應力分布的形狀確定問題：預先假定膜結構中應力的分布情況,，在根據(jù)受力合理或經(jīng)濟原則進行分析計算,，以得到膜的初始幾何狀態(tài)。 給定幾何邊界條件的形狀確定問題：預先確定膜結構的幾何邊界條件,，然后計算分析預應力分布和空間形狀,。肥皂泡就是最合理的自然找形的膜結構。最初的找形正是通過皂膜比擬來進行,，后來發(fā)展到用其他彈性材料做模型,，通過測量模型的空間坐標來確定形狀，對于簡單的外形也可以用幾何分析法來確定,，膜結構找形技術的真正發(fā)展來自計算機有限元分析方法的發(fā)展,。為了尋求膜結構的合理的幾何外形，需要通過計算機的多次迭代才能得到,。
膜結構怎么設計軟件
膜結構設計軟件主要有如下膜結構設計：
1,、德國膜結構設計軟件easy10.0。
2,、意大利膜結構設計軟件forten4000,。
3、同濟大學膜結構設計軟件3D3S11.0,。
4,、上海交大膜結構設計軟件SMCAD4.0。
5,、新加坡膜結構設計軟件WinFabric,。
6、日本太陽膜結構設計軟件Images。
7,、中國建筑科學研究院結構所空間結構室膜結構設計軟件MEMBS,。
8、澳大利亞膜結構設計軟件FABDES,。
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張拉膜結構的設計方法需要考慮到的問題有哪些,？
張拉膜結構是依靠膜自身的張拉應力與支撐桿和拉索共同構成機構體系,。張拉膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,，作為覆蓋結構,，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。張拉膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種形式,，自從1970年代以來,， 膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場,、展覽中心,、交通服務設施等大跨度建筑中。在張拉膜結構設計階段所要考慮的要點有：?保證膜面有足夠的曲率,，以獲得較大的剛度和美學效果,；?細化支承結構，以充分表達透明的空間和輕巧的形狀,；?簡化膜與支承結構間的連接節(jié)點,，降低現(xiàn)場施工量。在20世紀中期,，F(xiàn)rei Otto在一次皂膜試驗中產生了輕型張拉膜結構設計,。其基本概念是自適應找形。這是一種自動調節(jié)邊界條件,、約束條件和其他處理參數(shù)來實施設計的一種概念,。而且Frei Otto還提出了“極小曲面”的理論，這一理論誕生了現(xiàn)在張拉膜結構建筑的設計原理,。這個“極小曲面”意思就是在特定的邊界范圍內設計出膜結構表面積最小,，而空間大耗能少的理論。輕型張拉膜結構的建筑它的特點就是它的預應力在整個膜面都是均勻分布的,，所以就有了張力自平衡的效果,。極小曲面在平面邊界里只是一個平面,。但是只要張拉膜表面或者膜邊界有一點兒不在這個極小曲面內,，那么這個平面上的所有點都會有一個雙曲面。這個曲面可以是正高斯曲率也可以是負的,。但是負高斯膜面是折減面的時候,，膜材料的消耗量是最少的,。因為膜結構的結構性能高，它可以根據(jù)膜結構表面的形狀大小來重新布局使荷載集中,，那么這個區(qū)域的應力不會有太大幅度的增加,，這就成就了張拉膜結構的簡約輕便，不僅承載能力好,，而且外觀美麗大方,。
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