浅谈膜结构设计裁剪的四要素有哪些

膜结构设计和切割的四个要素主要包括图形设计、初始平衡形状分析、载荷分析和切割分析。

1. 通过图形设计确定建筑的平面形状、尺寸、三维形状和净空体积，确定各控制点的坐标和结构形式，选择膜材料和施工方案。

2.初始平衡形分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身不具有抗压、抗弯刚度，抗剪强度很差，需要通过膜表面曲率和膜内预应力来提高膜的刚度和稳定性。对于膜结构而言，此时不存在无应力状态，因此在一定的边界条件和一定的预应力条件下，膜的曲面形状须满足力学平衡，并在此基础上进行荷载分析和切削分析。目前，膜结构的找形分析方法主要有动力松弛法、力密度法和有限元法。

3.膜结构所考虑的荷载一般为风荷载和雪荷载。膜材料在荷载作用下变形较大，且随着形状的变化，荷载分布也发生变化。因此，为了准确计算结构的变形和应力，采用几何非线性方法。荷载分析的另一个目的是确定索和膜的初始预紧力。在外加荷载作用下，一个方向的应力加大，另一个方向的应力减小。这要求初始拉应力施加到在不利载荷下应力不降为零的程度，即无褶皱。由于膜材料相对较软，固有振动频率很低，在风荷载作用下很容易产生风振，导致膜材料的破坏。对受力构件的强度要求也很高，增加了施工安装的难度。因此，初始预应力应通过荷载计算来确定。

4.切割分析——通过找形分析形成的膜结构，通常是一个三维不可膨胀的空间表面。如何对二维材料进行切割和拉伸，形成所需的三维空间曲面，是整个膜结构工程中关键的问题。问题，这是作物分析的主要内容。