膜结构选型、建筑设计、结构设计
膜结构选型、建筑设计、结构设计
1） 除小跨度结构外，膜结构中的膜材料总是与其他构件一起承受荷载。目前，国内外对膜结构的分类方法很多，尚未统一。本规范根据膜材料及相关构件的受力模式分为四种形式，是一种较为科学的分类方法。
2） 整体张拉膜结构主要由索和膜组成，索和膜共同起承重作用，通过支撑点和锚固点形成一个整体。
3） 骨架支撑膜结构由钢构件（如拱、钢架）或其他钢结构承载，膜材料主要起围护作用。
4） 索承膜结构主要由索、杆、膜三部分组成，共同起承重作用。在所谓的张拉整体结构中，如果使用膜材料，则属于索承膜结构。此外，目前流行的索穹顶结构也属于这类结构。
5） 以空气为支撑是膜结构的一个特点。它通常也是一个充气结构。它的设计和结构不同于传统的结构。
建筑设计
1） 膜结构建筑的表达方式不同于一般建筑。在建筑单元的方案设计阶段，应充分考虑不同表达方式的兼容性和协调性，并注意利用膜结构建筑技术的形象特点，充分利用这种情况。膜结构建筑方案设计由建筑师和膜结构工程师共同完成。在设计中，首先要考虑膜结构体系的特殊性，从建筑功能和结构受力性能出发，创造出形式完善、结构合理的膜结构建筑。
2） 膜材料的耐火等级和防火要求因国家而异。一般来说，耐火等级与材料价格直接相关。如有可能，应尽可能使用其他膜材料。永久性建筑使用阻燃膜材料时，应根据当地消防部门的要求采取必要的防火措施。
3） 结构建筑中使用的膜材料通常具有透光特性。由于漫射光的作用，薄膜材料覆盖的空间会表现出特殊的光学效果（光感明显，无阴影），应在建筑设计中合理使用。采用双层膜结构时，应考虑透光率的降低。
4） 膜结构建筑的保温性能较差。目前广泛使用的膜材料不能较好地隔离外界温度的影响。单层膜结构仅适用于开放式建筑或气候温和的区域。对于封闭式建筑，应注意采用其他结构方法来解决隔热问题。双层膜结构能更好地满足保温隔热的要求。两层之间的空气隔离层一般为30cm左右，但应注意处理双层膜的内部冷凝。
5） 膜结构建筑应具有足够的坡度，以解决排水问题并防止下雪。屋面排水设计从方案阶段就要重视，存在较大隐患。采用有组织排水时，注意对建筑物的墙壁或地面采取防污染措施。
6） 从以往的气承式膜结构事故来看，大多是由于膜结构在强风或大雪天气下发生大变形，使膜材料与内外物体发生碰撞，膜材料在接触点损坏，导致膜结构破坏。因此，膜材料应与内外物体保持一定距离，即使在最不利的工作条件下也不得接触。此外，还应保护具有锐角和锐角的物体。
结构设计
1） 国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》（gb50068）修订后，对结构重要性系数X作了两处修改：（1）X不仅考虑了结构的安全等级，还考虑了结构的设计使用寿命；（2） 将原标准x值中的“等于”改为“不小于”，使不同的投资者在结构安全设计上有更多的选择。一般工业和民用建筑的膜结构，其安全等级多为二级，设计使用年限多为50年，结构重要性系数不小于1.0；对于设计使用寿命为15~25年，易于更换膜材料的膜结构，可适当降低结构重要性系数，不小于0.95；对于设计使用寿命为5年的临时膜结构，结构重要性系数不得小于0.9。应指出，膜结构下的钢或钢筋混凝土承重结构的设计使用寿命仍可为50年。当膜结构达到设计使用寿命时，可更换膜材料，以达到与下部结构相同的设计使用寿命。
2） 根据现行国家标准《建筑结构设计荷载规范》（gb50009）的规定，根据不同的设计要求，承载力极限状态和正常使用极限状态采用不同的荷载组合。结合膜结构的具体情况，按承载力极限状态设计时，只考虑荷载效应的基本组合，采用荷载设计值和强度设计值进行计算，不考虑偶然组合；按正常使用极限状态设计时，只考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值、组合值和变形极限值进行计算，不考虑其他组合。
3） 本条列出了作用在膜结构上的各种荷载，其中根据工程的具体情况可考虑温度变化、支架不均匀沉降和施工荷载，本规范第5.1.5条中的地震作用规律不可考虑。施工荷载可根据工程安装的特点确定。有时，不仅要考虑均布荷载，还要考虑安装或维护期间的集中荷载。
4） 目前，我国膜结构的设计是参照国外设计规范进行的。荷载组合采用长期和短期条件（日本规范称之为永久荷载和临时荷载），并分别规定了不同的安全系数。由于膜结构的强烈几何非线性，其荷载效应不能线性组合。因此，本条规定采用两种组合类别，其中第一种组合相当于长期（持久）荷载组合，第二种组合相当于短期（临时）荷载组合，由分项阻力系数调整。
5） 风荷载是膜结构的主要荷载。由于膜结构的形状比较复杂，且《建筑结构设计荷载规范》gb50009提供的建筑体型有限，因此膜结构的风荷载体型系数一般需要通过风洞试验确定。当设计的膜结构为景观草图或临时建筑时，可参考以往工程经验确定风荷载的形状系数。
6） 作为屋面的膜结构多为负高斯曲率面，结构上的雪荷载一般为非均匀分布。因此，应根据不同的表面形状和曲率变化调整雪荷载分布系数的值。
7） 在膜结构的设计中，除了保证结构系统的整体稳定性外，还应确保当局部横隔梁损坏或局部电缆被推出时，不会导致结构的整体失效。由于受拉膜材料存在松弛和蠕变问题，张拉膜结构在正常使用1~2年后需要再次张拉。结构设计应考虑两次张拉对整个结构的影响。
8） 由于材料本身的老化问题，各种膜材料都有一定的使用寿命。对于永久性建筑，当膜材料达到使用寿命或某些膜在使用过程中损坏时，需要进行更换，这应在整体结构设计中予以考虑。
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