膜结构公司的设计内容

膜结构公司的设计内容

膜结构建筑设计与一般结构物设计不同之处在于：一是它的变形要比一般结构形式大；二是它的形状是施工过程中逐步形成的。膜结构公司从初步设计阶段开始，结构工程师就要和建筑工程师一起确定建筑物的形状并不断进行计算，设计对象的平面、立面、材料类型、结构支撑以及预张力的大小都成为互相制约的因素。同时，一个完美的设计也就是上述矛盾统一的结果。膜结构公司的设计内容主要包括初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等。

一、初始平衡形状分析

初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。膜结构公司一般通过找形分析确定膜结构建筑的尺寸、造型、空间体量等，然后确定各控制点的坐标、结构形式，从而选用合适的膜材和施工方案。但因为膜材料本身的抗压、抗弯刚度和抗剪强度非常差，因此其刚度和稳定性一般都是依靠膜材表面的曲率变化和预张应力来实现的。膜结构公司在确定初始荷载下结构的初始形状时，可先按照膜结构建筑的要求设计出大致的几何外形，然后对膜面施加预应力使之承受张力，其形状也会发生相应改变，经过不断地调整预应力，就可得到理想的几何外形和应力分布状态。早期的膜结构公司在设计确定建筑的形状时，往往借助于缩尺模型来进行，采用的材料有肥皂膜,织物或钢丝等。但由于小比例模型上测量有误差，不能保证曲面几何形的正确性，仅对建筑外形起着参考作用，为设计者提供一个直观的形象。随着计算机技术的不断进步，膜结构的形状更多地依靠计算机来确定。目前在膜结构公司中膜结构建筑设计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。

二、荷载分析

膜结构公司在设计时考虑的荷载主要是风荷载和雪荷载。由于膜材料重量比较轻，比较柔软，再加上自振频率又非常低，因此其在风荷载的影响下，十分容易产生风振，从而导致膜材被破坏，且随着形状的改变，荷载分布也在改变，材料的变形较大，因此膜结构公司需要通过几何非线性的方法来准确计算出结构的变形和应力。

三、裁剪分析

由于经过找形分析而形成的膜结构建筑一般为三维不可展开的空间曲面，那么膜结构公司如何通过对二维的膜材料进行裁剪、张拉，让其可以成为建筑所需要的三维空间曲面，是整个设计过程中需要解决的关键环节。通常来说，膜结构公司在进行裁剪时需要考虑表面曲率、膜材的幅宽、边界的走向及美观等几个主要因素，尽量减少误差。