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上海示一膜结构有限公司

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工程设计

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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。

初始形态分析

根据客户的需求,先找形确定膜结构在给定边界和预张力条件下的初始平衡曲面,设计方案。

需要考虑的因素包括:1)边界条件;2)合理预张力取值;3)建筑造型;4)使用功能。

荷载形态分析

目的是检查在各种荷载组合作用下,结构的刚度是否足够,应力是否在许可范围内。保证膜(或索)不会因变形过大导致应力松弛或因应力过大导致破坏。

保证结构在风(或雪)的作用下不会因变形或振动过大而影响使用保证结构的整体稳定,尽量减少膜面褶皱的出现 。

节点受力分析

 节点及连接的视觉形式关系到人们对室内外空间的感受和社会文化价值的体现,在连接、节点设计中结构逻辑性与艺术性同等重要,可见节点与连接设计是整个结构设计的关键之一,对连接、节点的处理也反映出设计者对结构逻辑和材料性能的理解。

 膜结构的受力分析,应考虑到各种荷载工况,如满布荷载、半跨均布荷载以及荷载不同的作用方向等,计算出最不利情况下结构的位移、应力等,检查材料(包括膜材和索)的强度、结构的变形是否满足其使用要求,在进行结构设计时,应综合各个条件,给出最佳的结构参数以达到安全、经济和美观的效果。

建筑设计构思

膜结构与传统结构的设计过程方面存在差异,它打破了传统的“先建筑,后结构”的设计程序。膜建筑设计在初步构思阶段是将建筑方案同结构方案融合在一起来考虑的,建筑方案同时也是结构方案的初步构想,这样才能使结构、功能及审美三方面在设计中有机结合,充分发挥结构形式所具有的特性。

膜结构不仅透光、自重轻、施工速度快、造型独特,而且其轻质高强的特性使其成为遇灾不惊的建筑,具有突出的安全性,更由于工程膜材难燃且自洁又使其具有良好的耐久性并且易于维护。


膜裁剪分析

裁剪分析是在进过形态分析得到的满足设计要求的结构曲面上进行的,而形态分析和裁剪分析的结构又是荷载分析的依据(荷载分析时要考虑膜材的主轴方向),同时其分析精度直接影响着拼接后的实际曲面与形态分析所得理论曲面的近似程度和荷载分析的准确性。

裁剪线的确定受多种因素的影响,如裁剪线的布置对整个膜结构美观性的影响;展开后裁剪条元的宽度不能大于膜材幅宽以提高膜材的利用率等。


数值风洞模拟

在模拟真实风环境的能力下,可以按实际的风环境进行仿真和模拟;

根据建筑环境和气候情况,可以构建原型尺度的计算模型,避免了风洞试验只能进行缩尺实验的不足。