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索膜結構的特點及優點

索膜結構多變的支撐結構和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化，新穎美觀，同時體現結構之美，且色彩豐富，可創造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。其次，膜建筑屋面重量僅為常規鋼屋面的1/30，這是其它形式所不能比擬的。其三，施工周期短。其四，膜材有較高的反射性及較低的光吸收低，并且熱傳導性較低，這極大程度上阻止太陽能進入室內。另外，膜材的半透明性保證了適當的自然漫散射光照明室內。因此能耗很低。

索膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四個主要方面問題。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點的坐標、結構形式，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，抗剪強度也很差，因此其剛度和穩定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預張應力來提高，對膜結構而言，任何時候不存在無應力狀態，因此膜曲面形狀zui終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡，并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。目前膜結構找形分析的方法主要有動力松馳法、力密度法以及有限單元法等。荷載分析既是分析結構在各種荷載工況下的響應。而另一個目的是確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少，這就要求施加初始張應力的程度要滿足在zui不利荷載作用下應力不致減少到零，即不出現皺褶。因為膜材料比較輕柔，自振頻率很低，在風荷載作用下極易產生風振，導致膜材料破壞，如果初始預應力施加過高，膜材徐變加大，易老化且強度儲備少，對受力構件強度要求也高，增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。

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