膜結(jié)構(gòu)工程實(shí)例

膜結(jié)構(gòu)在中國也不乏工程實(shí)例，其中規(guī)模很大、有影響力的膜結(jié)構(gòu)要數(shù)1997年竣工的上海八萬人體育場看臺罩棚張拉膜結(jié)構(gòu)工程。但該膜結(jié)構(gòu)為美國Weidlinger公司設(shè)計(jì)制作，由此也可以看出中國在該領(lǐng)域與國外先進(jìn)國家的差距很大。膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景隨著工業(yè)的發(fā)展與計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步,膜結(jié)構(gòu)也從臨時(shí)建筑邁入持久性建筑行列,并成為當(dāng)代充滿活力的一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)體系。影響中國膜結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的主要因素有：國產(chǎn)膜材料性能差，而進(jìn)口膜材料價(jià)格高；尚無商業(yè)性的膜結(jié)構(gòu)計(jì)算南輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)；人們對膜結(jié)構(gòu)缺乏足夠的認(rèn)識等。

云南膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工、購買、安裝認(rèn)準(zhǔn)云南路飛膜結(jié)構(gòu)工程技術(shù)有限公司，我公司有豐富的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，質(zhì)量和服務(wù)都有保障！

1970年日本大阪萬國博覽會(huì)上的美國館和富士館均采用了膜結(jié)構(gòu)建筑，在建筑行業(yè)引起了不小的轟動(dòng)。1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)的“佐治亞穹頂”，擬橢圓形的尺寸達(dá)240m*193m。膜結(jié)構(gòu)建筑屋面的膜材透光性好,能透過大量柔和的自然光,降低白天的照明費(fèi)用以及整個(gè)建筑的供熱與空調(diào)費(fèi)用。為了慶祝新千年的到來，英國在倫敦建成了直徑達(dá)320m的“千氣穹頂”。整個(gè)展覽大廳總面積為8萬平方米。覆蓋其上的是72塊聚（PVC）涂層的玻璃纖維織物板，千年穹頂以其獨(dú)特的膜結(jié)構(gòu)，顯示了當(dāng)今建筑技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟

常用的計(jì)算機(jī)找形方法：

（3）有限單元法

有限單元法（FiniteElementMethod）初是用來計(jì)算索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的非線性迭代方法，但現(xiàn)在已成為較普遍的索膜結(jié)構(gòu)找形方法。其基本算法有兩種，即從初始幾何開始迭代和從平面狀態(tài)開始迭代。換句話說，不符合結(jié)構(gòu)的造型是不可能的，因?yàn)槟菢拥谋∧げ皇秋h動(dòng)的就是缺乏穩(wěn)定性的。顯然，從初始幾何開始迭代找形要比從平面狀態(tài)開始來得有效，且所選用的初始幾何越是接衡狀態(tài)，計(jì)算收斂越快，但初始幾何的選擇并非容易之事。兩種算法中均需要給定初始預(yù)應(yīng)力的分布及數(shù)值。在用有限元法找形時(shí)，通常采用小楊氏模量或者干脆略去剛度矩陣中的線性部分，外荷載在此階段也忽略。

有限元迭代過程中，單元的應(yīng)力將發(fā)生改變。求得的形狀除了要滿足平衡外，還希望應(yīng)力分布均勻，大小合適，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性，而且機(jī)械強(qiáng)度高，加工性能好。因此，找形過程中還有個(gè)曲面病態(tài)判別和修改的問題，或者叫形態(tài)優(yōu)化（包括幾何形態(tài)優(yōu)化、應(yīng)力形態(tài)優(yōu)化和剛度形態(tài)優(yōu)化等）。用有限元法找形的軟件有澳大利亞FABDES等。

經(jīng)過找形確定的結(jié)構(gòu)初始形狀滿足了初應(yīng)力平衡條件并達(dá)到預(yù)想的形狀，但其是否滿足使用的要求，還必須進(jìn)行荷載效應(yīng)分析。

（1）靜風(fēng)壓體型系數(shù)的確定

風(fēng)荷載體型系數(shù)是描述風(fēng)壓在結(jié)構(gòu)上不均勻特征的重要參數(shù)，一般結(jié)構(gòu)的體形系數(shù)可以從荷載規(guī)范查得。但膜結(jié)構(gòu)形狀各異，不能從荷載規(guī)范直接獲得風(fēng)壓體型系數(shù)。由于索膜結(jié)構(gòu)是大變形問題，在推導(dǎo)有限元方程時(shí)，需考慮位移高階項(xiàng)對應(yīng)變的影響，即考慮幾何非線性。所以，較大的膜結(jié)構(gòu)基本都要求進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，以獲得比較正確的膜結(jié)構(gòu)的局部風(fēng)壓凈壓系數(shù)和平均風(fēng)載體形系數(shù)。由于風(fēng)洞試驗(yàn)要滿足一系列的相似準(zhǔn)則，如幾何相似、雷諾數(shù)相似等，通常要完全滿足這些相似條件是不可能的，因此風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)會(huì)超過實(shí)測值很多。