膜结构设计(膜结构设计软件)

本篇文章给大家谈谈膜结构设计，以及膜结构设计软件对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔，本文目录一览：，1、，膜结构的设计，2、，膜结构设计中主要注意的关键点都有哪些，3、，膜结构设计的原则有哪些？，4、，膜结构怎么设计软件，5、，张拉膜结构的设计方法需要考虑到的问题有哪些？

本篇文章给大家谈谈膜结构设计，以及膜结构设计软件对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、膜结构的设计
2、膜结构设计中主要注意的关键点都有哪些
3、膜结构设计的原则有哪些？
4、膜结构怎么设计软件
5、张拉膜结构的设计方法需要考虑到的问题有哪些？

膜结构的设计

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抗压和抗弯刚度，抗剪强主芤很差，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提高，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状最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，因此要精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最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，在风荷载作用下极易产生风振，导致膜材料破坏，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最关键的一个问题，这正是裁剪分析的主要内容。

膜结构设计软件主要有如下： 1。德国膜结构设计软件easy10.0， 2。意大利膜结构设计软件forten4000， 3。同济大学膜结构设计软件3D3S11.0 4。上海交大膜结构设计软件SMCAD4.0 5。新加坡膜结构设计软件WinFabric 6。日本太阳膜结构设计软件Images 7。中国建筑科学研究院结构所空间结构室膜结构设计软件MEMBS 8。澳大利亚膜结构设计软件FABDES 膜结构体系由膜面、边索和脊索、谷索、支承结构、锚固系统，以及各部分之间的连接节点等组成，见下示意图：

膜结构按支承条件分类为：柔性支承结构体系、刚性支承结构体系、混合支承结构体系，结构示意图见下图：

膜结构按结构可分为：骨格式膜结构、张拉式膜结构、充气式膜结构。详细见下图：

膜结构建筑形式的分类：从结构上分可分为：骨架式膜结构，张拉式膜结构，充气式膜结构3种形式

1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）

以钢构或是集成材构成的屋顶骨架，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大，小规模的空间。

2.张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结构精神的构造形式. 大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。

3.充气式膜结构（Pneumatic Structure）充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材，无需任何梁，柱支撑，可得更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。

现今，城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中，在我们的城市中充当着不可或缺的角色：

膜结构设计中主要注意的关键点都有哪些

现在的住宅区是越来越漂亮了，有的小区中央有一座喷水池或者有几处水景，有的小区用鹅卵石铺成的石子路。当然，还有的小区建造了景观膜结构的建筑。用膜材料造成的建筑不仅形态万千，优美可人，膜结构在城市家具突出贡献我们是有目共睹的。不管是水景，石子路还是膜景观建筑，都是建筑工程师与企业商对更高艺术性的追求。但是任何事情都有两面性，所以这种膜建筑也有不利的。有些景观膜建筑，在上面花了很多成本，但是没有什么好的效果，这就是它不利的一面。所以我们在构建膜建筑的时候还要考虑其成本。实现建筑工程师与开发商的共赢合作。

这样才能实现可持续发展政策。那么我们在设计膜建筑的时候应该从哪些方面来考虑呢，形体设计、初始平衡形状的分析，以及荷载和裁剪的分析。只要注意这四大方面的问题，就能够将膜建筑的优点最大化。建筑平面的形状大小、三维效果的造型、空间体积的大小、坐标、结构形式都是由体形设计来确定的。所谓的初始平衡形状分析就是找一个最开始的形状。因为膜材料本身的抗压性和抗弯刚性是没有的，抗剪能力也差，所以我们只能依靠膜表层曲面的曲率变化和它的预应力来改善提高，加强它的刚性和抗压性。空间网架结构设计中应注意的问题网架结构是以多根杆件按照一定的规律组合而成的网格状高次超静定结构。

膜结构设计的原则有哪些？

膜结构的形状确定问题就是确定初始状态的问题，在许多专著上被称为“找形”（FormFinding）。膜结构的形状确定问题有两种类型：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，在根据受力合理或经济原则进行分析计算，以得到膜的初始几何状态。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。肥皂泡就是最合理的自然找形的膜结构。最初的找形正是通过皂膜比拟来进行，后来发展到用其他弹性材料做模型，通过测量模型的空间坐标来确定形状，对于简单的外形也可以用几何分析法来确定，膜结构找形技术的真正发展来自计算机有限元分析方法的发展。为了寻求膜结构的合理的几何外形，需要通过计算机的多次迭代才能得到。

膜结构怎么设计软件

膜结构设计软件主要有如下膜结构设计：

1、德国膜结构设计软件easy10.0。

2、意大利膜结构设计软件forten4000。

3、同济大学膜结构设计软件3D3S11.0。

4、上海交大膜结构设计软件SMCAD4.0。

5、新加坡膜结构设计软件WinFabric。

6、日本太阳膜结构设计软件Images。

7、中国建筑科学研究院结构所空间结构室膜结构设计软件MEMBS。

8、澳大利亚膜结构设计软件FABDES。

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张拉膜结构的设计方法需要考虑到的问题有哪些？

张拉膜结构是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。张拉膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。张拉膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，自从1970年代以来，膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。在张拉膜结构设计阶段所要考虑的要点有：保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果；细化支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状；简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。在20世纪中期，Frei Otto在一次皂膜试验中产生了轻型张拉膜结构设计。其基本概念是自适应找形。这是一种自动调节边界条件、约束条件和其他处理参数来实施设计的一种概念。而且Frei Otto还提出了“极小曲面”的理论，这一理论诞生了现在张拉膜结构建筑的设计原理。这个“极小曲面”意思就是在特定的边界范围内设计出膜结构表面积最小，而空间大耗能少的理论。轻型张拉膜结构的建筑它的特点就是它的预应力在整个膜面都是均匀分布的，所以就有了张力自平衡的效果。极小曲面在平面边界里只是一个平面。但是只要张拉膜表面或者膜边界有一点儿不在这个极小曲面内，那么这个平面上的所有点都会有一个双曲面。这个曲面可以是正高斯曲率也可以是负的。但是负高斯膜面是折减面的时候，膜材料的消耗量是最少的。因为膜结构的结构性能高，它可以根据膜结构表面的形状大小来重新布局使荷载集中，那么这个区域的应力不会有太大幅度的增加，这就成就了张拉膜结构的简约轻便，不仅承载能力好，而且外观美丽大方。

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