对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计,应在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。
膜材只能承受拉力,不能承受压力和弯矩。
膜面的主应力应小于膜材的强度设计值,在荷载长期作用下,小主应力应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。
膜结构一体化设计时,应考虑膜材的松弛、徐变、老化。
膜结构设计时,应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
膜结构设计应考虑膜材破坏时,支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性。
膜结构研究的主要问题有:
1,找形(Form-finding)或更进一步叫“形态理论”;
2,考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应;
3,结构在风荷载作用下的动力稳定性;
4,裁剪优化;
5,膜与索及支承结构间的相互作用。
膜结构是建筑结构中发展起来的一种形式,它以性能优良的织物为材料,或是向膜内充气,由空气压力支撑膜面,或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。自从1970年代以来, 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。 膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案。成为化纤纺织品应用的一个重要领域。
膜结构设计打破了传统的先建筑、后结构做法,要求建筑设计与结构设计紧密结合。在设计过程中,建筑师和结构工程师要坐在一起确定建筑物的形状,并进行必要的计算分析。这时,所设计建筑物的平面形状、立面要求、支点设置、材料类型和预应力大小都将成为互相制约的因素,一个完美的设计也就是上述矛盾统一的结果。