
膜结构有限单元法现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种,即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然,从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来得有效,且所选用的初始几何越是接近平衡状态,计算收敛越快,但初始几何的选择并非容易之事。两种算法中均需要给定初始预应力的分布及数值。在用有限元法找形时,通常采用小杨氏模量或者干脆略去刚度矩阵中的线性部分,外荷载在此阶段也忽略。

对于膜结构车棚表面裁剪缝时要考虑以下几个因素:1.膜结构车棚的膜材料的幅宽:找形分析过程中的平面网格划分时,就要考虑到膜材料的幅宽。尽量使一块膜布中包含的膜单元是完整的,否则还要通过插值计算确定膜块边界点的位置。2.膜结构车棚表面曲率:以前的裁剪方法都无法给出曲面任一点处的曲率。而本软件因为采用的是曲面膜单元,所以可以得到每个单元的曲率。如果相邻单元曲率相差很大,说明在这个位置,曲面扭曲的很严重,如果裁剪缝在此处不切断重新开始,那么裁剪膜块的边界在此处就会有很大的弧形。从相邻单元曲率的变化趋势,可以判断出测地线的大致走向。3.膜结构车棚的边界走向:如果边界比较平直,可以考虑用一个膜块的长边作为这条边界。否则只能用多个膜块的短边拼接成这条边界。4.膜结构车棚美观:因为膜材料具有透光性,实际结构中可以清楚地看见焊缝,所以裁剪缝的布置一定要规则、合理,最好能形成一些漂亮的图案以增加结构的美感。如果膜表面设置有压索或脊索,那么最好使裁剪缝与压索或脊索重合,使索不至于打乱焊缝的图案布置。

膜结构裁剪设计的内容与步骤如下:(1)在找形得到的空间膜面上布置裁剪线,将空间膜面划分成若干个空间膜条;(2)将空间膜条展开为 平面膜片;(3)释放预应力,对平面膜片进行应变补偿(即考虑预应力释放后膜材的弹性回缩);(4)根据以上结果,加上膜片接缝处及边角处都放量,得到平 面裁剪片;给出膜材的下料图及膜面的加工图。

膜结构停车棚具有很好的防火性和防震性。由于该建筑用的是膜材料中的阻燃成分和耐高温成分,这也是膜结构景观棚防震性的精髓所在。而且,它的整体结构性很轻巧,即使在地震发生时,也不会造成多大的危害力,这也是防震性较好原因之一。
