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膜结构建筑是20世纪中叶开发的一种新型建筑结构。它是由各种高强度薄膜材料和增强构件(钢框架,钢柱或钢缆)通过某种方法形成的,以在内部产生一定的预应力。某个空间形状可以作为一种空间结构的一种形式,它覆盖该结构并可以承受一定的外部负载。
首先它具有艺术性,以造型学、彩学为基础,结合自然条件及民族风情,能根据建筑师的创意设计出传统建筑实现的曲线及造型,这种曲面外形使其具有强烈的雕塑感。其次,在成本方面,对于大跨度空间结构来说,采用膜结构的成本只相当于传统建筑的一半或更少,是建造工期较短的大跨度建筑时就更为经济,而且膜结构能够拆卸搬迁。膜结构所用的膜材本身具有良好的透光率,建筑空间白天可得到自然的漫射光,能节约大量照明能源。
动力松弛法是将膜结构离散为节点和节点间的连接单元,通过对各节点施加激振力使之产生振动,然后逐步跟踪各点的振动过程直至求得结构平衡状态。力密度法是将膜结构离散为由结点和杆件组成的索网结构,在给定的几何拓扑、支座位置和力密度值(即索力与索长之比)下,通过求解结点坐标的线性方程组来确定结构的变形。膜结构中的索、膜构件只能承受拉力、不能承受压力和弯矩作用,对外荷载的抵抗主要通过变形来实现,因而膜结构在外荷载作用下变形较大,计算时应考虑结构的几何非线性。膜材是非线性材料,其应力应变曲线在应力较大时变化较大,但通常设计应力比断裂强度小的多,此时可近似认为膜材是线弹性的。