膜结构设计方案及要素

　　膜结构设计主要包括以下内容：

　　1，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。

　　2，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。由于目前观测资料尚少，故对膜结构的设计通常采用安全系数法。

　　3，主要结构构件尺寸的确定，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。

　　4，连接设计：包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

　　5，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)。　

　　膜结构在方案阶段需要考虑的问题有：

　　1，预张力的大小及张拉方式;

　　2，根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式;

　　3，考虑膜面及其固定件的形状以避免积水(雪);

　　4，关键节点的设计，以避免应力集中;

　　5，考虑膜材的运输和吊装;

　　6，耐久性与防火考虑。

　　在张拉膜结构设计阶段所要考虑的要点有：

　　1，保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果;

　　2，细化支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状;

　　3，简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。