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膜结构的设计与施工

膜结构建筑的结构计算通常由计算机完成,其复杂型体的整体空间作用和繁杂的抗风计算是从事一般建筑结构设计的工程师难以完成的。国外 各大从事膜结构建筑设计和安装的***公司,都各自开发了大型的***软件,但为了控制市场都严格保密。目前国内已经出现的诸如上海八万***育场等少数膜结构建筑,也都是外国公司设计的。为了庆祝新千年的到来，英国在伦敦建成了直径达320m的“千气穹顶”。我国自行设计的大型膜结构还很少,国内也尚无成熟的理论计算方法及相应的计算设计程序,制约了膜结构在我国的发展、应用与研究。

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膜结构的预应力和二次张拉

膜结构的稳定依赖于膜内预应力的保持。预应力的水平影响膜在荷载作用下的变形。如果预应力太低.膜就会产生较大位移，在风作用下发生颤振。

因为膜结构膜材在荷载的持续作用下会产生松弛和徐变，所以在使用期间膜内预应力会发生变化。用于特定结构的膜结构膜材性能可以通过双轴试验来确定，并应用于预应力设计中。

膜结构设计步骤

1.荷载分析的内容和方法

膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的，检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。

膜结构的找形有不同的理论方法，但荷载分析基本上都采用非线性有限元法（NonlinearFiniteElementMethod），即将结构离散为单元和结点，单元与单元通过结点相连，外荷载作用在结点上，通过建立结点的平衡方程，获得求解。

由于索膜结构是大变形问题，在推导有限元方程时，需考虑位移高阶项对应变的影响，即考虑几何非线性。当然，膜材本身也是非线性的，在工程应用上时，材料的非线性问题一般不予考虑。