膜结构建筑设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求,合理确定排水坡度和泄水位置,确保膜面排水顺畅;在雪荷载较大的地区,应采用较大的膜面坡度和必要的防积雪措施。
膜结构建筑排水设计依可然采用无***排水或有***排水方式。由于膜结构建筑的造型奇特,自由曲面,应充分考虑造型与排水的合理方式。膜结构排水坡度要求大于一般建筑。
膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的,检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。膜结构的找形有不同的理论方法,但荷载分析基本上都采用非线性有限元法,即将结构离散为单元和结点,单元与单元通过结点相连,外荷载作用在结点上,通过建立结点的平衡方程。
由于索膜结构是大变形问题,在推导有限元方程时,需考虑位移高阶项对应变的影响,即考虑几何非线性。当然,膜材本身也是非线性的,在工程应用上时,材料的非线性问题一般不予考虑
有时候委托给***膜结构公司也不失为一个可行的办法,但是存在一些潜在的问题。
(1)膜结构公司基本上都是技术人员,而在建筑***上偏弱,满足不了预定的设计意图;
(2)通常膜结构公司以施工为主业,设计水平明显低于设计院;
(3)大多数情况下膜结构公司以便于施工为目标,会降低工程的设计水平;
膜材料自身透光性较好,透光率在7%20%左右,可充分利用自然光,白天使用不需人工照明,完全能满足各种体育比赛等活动需要;
膜结构的设计分析主要包括形状确定、荷载分析和裁剪分析三大方面。
一、膜结构的形状确定
(1)给定预应力分布的形状确定问题:预先假定膜结构中应力的分布情况,再根据受力合理或经济原则进行分析计算,得到膜的初始几何状态。
(2)给定几何边界条件的形状确定问题:预先确定膜结构的几何边界条件,然后计算分析预应力分布和空间形状。
常用的计算机找形方法有:力密度法、动力松弛法、有限元法。