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专业公司,都各自开发了大型的专业软件,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人体育场等少数膜结构建筑,也都是外国公司设计的。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。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

常用的计算机找形方法：

（2）动力松弛法

动力松弛法（DynamicRelaxationMethod）是一种专门求解非线性系统平衡状态的数值方法，他可以从任意假定的不平衡状态开始迭代得到平衡状态，早将这种方法用于索网结构的是Day和Bunce，而Barnes则成功地应用于膜结构的找形。 　　力密度法只是从空间上将膜离散化，而动力松弛法从空间和时间两方面将膜结构体系离散化。防火性与抗震性膜结构建筑所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高温性，故能很好的满足防火要求。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点，并假定其质量集中于结点上。时间上的离散化，是针对结点的振动过程而言的。初始

状态的结点在激振力作用下开始振动，这时跟踪体系的动能；当体系的动能达到极值时，将结点速度设置为零，跟踪过程重新开始，直到不平衡力为，达到新的平衡为止。

动力松弛法大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵，节约了刚度矩阵的形成和分解时间，并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件，该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。膜结构的修补张拉膜结构在安装过程中会有意或无意地造成膜结构膜面出现较小损伤，此时可以进行现场修补。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。