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景觀膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì).初始平衡形狀分析.荷載分析.裁剪分析等四大問題.通過體形設(shè)計(jì)確定建筑平面形狀尺寸.三維造型.凈空體量,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo).結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案.初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析.由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,抗剪強(qiáng)主芤很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)應(yīng)力來提高,對(duì)膜結(jié)構(gòu)而言,任何時(shí)候不存在無應(yīng)力狀態(tài),因此膜曲面形狀最終必須滿足在一定邊界條件.一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡,并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析.膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動(dòng)力松弛法.力密度法以及有限單元法等.

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膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載.在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進(jìn)行.荷載分析的另一個(gè)目的是一確定索.膜中初始預(yù)張力.在外荷載作用下膜中一個(gè)方向應(yīng)力增加而另一個(gè)方向應(yīng)力減少,這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在最不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零,即不出現(xiàn)皺褶.因?yàn)槟げ牧媳容^輕柔,自振頻率很低,在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振,導(dǎo)致膜材料破壞,如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高,膜材涂變加大,易老化且強(qiáng)度儲(chǔ)備少,對(duì)受力構(gòu)件強(qiáng)度要求也高,增加施工安裝難度.因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計(jì)算來確定.經(jīng)過找形分析而形成的摸結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面,如何通過二維材料的裁剪,張拉形成所需要的三維空間曲面,是整個(gè)膜結(jié)構(gòu)工程中最關(guān)鍵的一個(gè)問題,這正是裁剪分析的主要內(nèi)容.

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