建筑工程设计中的索膜结构是什么
索膜结构组成、特点
大家听说过索膜结构吗？其实从严格意义上来说，索膜结构就是我们平时所说的张拉膜结构，也是膜结构的常见形式之一，外表轻巧、美观、柔美，寿命也很长，很受人青睐。
要说一个完整的索膜结构需由膜材、索结构、支架结构三部分组成，缺一不可。
其实索膜结构有很多我们不了解的好处，今天我们就来详细了解一下。
（索膜结构-图例）【索膜结构介绍】大家对索膜结构了解多少呢？它也被称为张拉膜结构，是膜结构三种常见形式之一，其以膜材、钢结构支柱、拉索等共同作用，使膜面形成一定的张力从而形成承受外载荷的某种稳定的空间结构，与骨架式、充气式结构相比索膜结构是很能体现膜结构精髓的形式，由于其强度决定于受拉构件的承载能力而不是结构的稳定性，所以能够充分发挥钢索和膜材受拉工作时强度高、自重轻的特点，更加适合于大跨度结构中。
其造型也更加的灵活、轻巧、柔美，对于索膜结构来说不需要多余的支撑体系也不需要多余的装饰，其结构本身就是一种艺术造型。
所以索膜结构非常适合用在标志性建筑上，如体育场馆、商场、交通设施、娱乐设施、文化景观设施等，不仅如此因为造型感强、制作简单、安装便捷、节能环保、安全性好所以索膜结构现在应用范围非常广泛。
【索膜结构组成】一个完整的索膜结构一般由三部分组成：膜材、索结构、支架结构，下面我们简单说下这三部分。
1.形成曲面结构的张拉膜材，膜材作为结构材料，要能够抵抗一定的载荷而不致引起过大变形，同时作为结构中的覆盖材料，需要满足一定的建筑功能，如遮蔽、防火、耐久等，常用的为PVC/PVDF 膜材。
2.用于加强膜面的脊索、谷索以及将膜内力传向支撑结构的边索，索结构除了对膜面受力方面有加强作用，更重要的是它们起到了改变建筑造型的作用，尤其是脊索和谷索的灵活设置可能对整个建筑带来奇妙的视觉效果。
3.索膜结构体系中的支架结构，支架结构中常用的是钢结构，也可以采用混凝土结构，一些情况下甚至可以使用木结构或其他结构，支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一要求外，其构造形式也直接影响了索膜结构的整体造型。
索膜结构罩棚工程施工技术案例分析
索膜结构罩棚工程施工技术案例分析摘要：体育场索膜结构罩棚钢结构部分采用大跨度悬挑斜拉索结构体系的开敞式新颖结构形式。
看台顶棚钢结构为斜拉索加钢管桁架结构体系，由于悬挑较长且为开敞式，故弯矩大受风荷载影响明显加之沙漠地区风荷载更加明显，深化设计中活荷载取0.3km/m2风荷载取0.55km/m2，雪荷载取0.3km/m2。
与主体钢结构对应，膜顶棚由29个马鞍形膜单元组成，峰谷鲜明，矢高2.5m，每个膜单元面积约100m2，每个膜单元之间天沟连接相邻单元天沟间防水膜覆盖。
由于膜材是一种柔性织物，要想作为一种建筑材料具有一定的造型，必须给其施加一定数值的预张力，可以通过膜节点索的调节从而使预张力达到设计要求。
本工程膜结构形式为张拉膜形式，沿径向硬边用螺栓与铝压板与主体钢结构桁架梁连接，檐口采用弧形软边钢索张拉，硬边的安装过程同时也是沿经线方向张拉的过程，硬边安装完成后要达到受力要求。
关键词：非线性；有限元；大跨度悬挑；卸载1 工程概况张掖国家沙漠体育公园位于甘州区城南13km处，东南宽 4.3km，南北长11.4km，总面积35km2，是全国距离城市最近的沙漠体育公园，公园国际赛车场占地面积约60000m2，按国际标准赛车场设计，主看台坐北向南，为极富动感的圆弧造型，面向沙漠，背靠绿洲，视野开阔，长170m，宽22m，设有3000个坐席，看台上方的风雨罩棚为索膜结构，膜棚为时尚浅黄色，与沙漠浑然一体。
整体投影面呈月牙造型，流畅、美观。
索膜结构罩棚投影面积2059m2，展开面积2326m2。
钢结构为钢管柱主支撑，悬挑变载面钢管桁架梁，桁架梁之间连接圆弧热钢管连系梁，相贯线焊接。
悬挑桁架梁与钢管柱通过Φ20柔性钢索张拉连接，悬挑桁架檐口相对标高12.7m，工程最高相对点标高24.6m超过24m，悬挑梁最长处悬挑16m，属长臂悬挑桁架梁，弯矩较大给结构施工带来很大难度，钢管柱采用Φ530mm×16mm，Q345B热钢管，桁架梁上下弦杆均采用Φ180mm×6mm 垫钢管，腹杆采用Φ60mm×3.5mm。
钢结构简答题讲解
名词解释1．门式刚架轻型钢结构1．重型单层工业厂房1．隅撑隅撑就是在靠边墙角的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的支撑杆。
墙面上的叫墙隅撑，屋面上的叫屋面隅撑。
1．压型钢板1．撑杆撑杆是保证钢结构整体稳定性的一个横向支撑杆件，一般由长细比控制2．网壳网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。
其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。
此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。
2．悬索结构的形状稳定性2．空间桁架结构2．索膜结构索膜结构：是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用2．悬索结构由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。
3．框架---筒体结构- 2 - 3．框筒结构框筒结构就是在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，这就是框架－剪力墙结构体系。
如果把剪力墙布置成筒体，围成的竖向箱形截面的薄臂筒和密柱框架组成的竖向箱形截面，可称为框架－筒体结构体系。
具有较高的抗侧移刚度，被广泛应用于超高层建筑。
3．框筒结构中的剪力滞后效应简答题平台钢结构设计1．设计平台结构时，应考虑哪些步骤?1．平台结构不设柱间支撑的情况下应怎样设计柱脚节点和梁柱节点来保证结构的几何不变以及平台柱的整体稳定性？工业厂房钢结构1．简述门刚架斜梁截面设计要点。
答：当斜坡度不超过1：5时，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。
实腹式刚架协梁的平面外计算长度，取侧向支撑点的间距。
当斜梁两翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点的距离。
膜结构是什么？膜结构的特性有哪些？
膜结构是什么？膜结构的特性有哪些？膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
膜结构作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。
恰由于此，临朐源全膜结构主要生产：景观膜结构、膜小品系列、停车棚系列、体育看台系列、膜结构加油站、网架系列。
用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，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。
膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。
充气膜结构是靠室内不断充气，使室内外产生一定压力差（一般在10㎜～30㎜水柱之间）,室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力，从而实现较大的跨度。
张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型。
膜结构的特性有哪些？1、轻质：张力结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。
从而使其自重比传统建筑结构的小得多，但却具有良好的稳定性。
建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件，将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。
2、透光性：透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。
膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度，这对于建筑节能十分重要。
对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。
通过自然采光与人工采光的综合利用，膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。
夜晚，透光性将膜结构变成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。
标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间，有的膜材的光谱透射比可以达到40%，而有的膜材则是不透光的。
膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
索膜结构规范
第一章总则一、为了在膜结构的设计与施工中，做到安全可靠、技术先进、经济合理，根据我公司多年来设计、施工经验及技术经济的发展要求，特制定本规程。
二、本规程适用于一般永久性、临时性民用建筑屋盖及构筑物，除开合式和充气膜结构之外的膜结构设计、施工与验收。
三、对超过本规程规定的建筑膜结构参照使用本规程时，除应进行充分的可行性规范、规程或标准的规定。
对超过本规程规定的膜材、配件等应参照相关的规定进行试验。
四、设计膜结构时，必须根据设计条件进行计算分析，严禁盲目套用其他膜结构的设计或计算结果。
五、膜结构的设计、施工和验收，除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
第二章术语和符号第一节术语一、膜材membranematerial由高强度的织物基材和聚合物涂层构成的复合材料。
涂层对基材起保护作用，并形成膜材料的密封性能。
二、膜片membranesheet膜材的裁剪片。
三、膜体membranefield由膜片连接加工而成的膜区域。
四、膜面membranesurface张拉并安装就位于支承结构上的膜体。
五、膜结构membranestructure由膜面和支承结构共同组成的属于建筑物或构筑物的一部分或整个结构称为膜结构。
六、充气膜结构air-supportedmembranestructure利用充气方式使膜面内外产生压力差，从而保持稳定的膜面形态的膜结构。
七、开合式膜结构retractablemembranestructure利用机械方式使膜在开启和闭合的膜结构。
八、张力膜结构tensilemembranestructure由膜面与索通过施加预张力形成具有一定刚度的稳定曲面，从而能够承受一定外荷载的空间结构形式。
九、索cable是钢丝索以及平行线绞合钢丝束的总称，有时也指数根据绳索或平行线绞合钢丝束构成的集束体。
十、形状设计formfinding根据建筑要求，寻找膜结构在预张力状态下的初始平衡形状的过程。
大跨空间结构—索膜结构详解
大跨空间结构—索膜结构详解索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有六十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。
膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。
膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。
而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度，无支撑，建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。
索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构，是一种效率极高的张力集成体系，可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。
张拉膜结构是索膜结构中最常见的一种形式，是索膜建筑的代表和精华，它通过钢索与膜材共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空间，具有高度的形体可塑性和结构灵活性，即通过对膜材内部施加一定的预张力，使其具备了抵抗外荷载能力，从而充当结构材料的一种结构体系。
这种形式能够充分利用膜材的受力性能，形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构，并且施工简单、快捷、成本低，在国内外已经被广泛应用于商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外设施、文化娱乐建筑等各种领域。
一、索膜结构的组成及材料特性1. 索膜结构的组成一个完整的索膜结构一般由三部分组成1)形成曲面结构的张拉膜材；2)用于加强膜面的脊索和谷索,以及将膜内力传向支承结构的边索；3)求索膜体系的支架结构。
张拉膜材即作为结构材料,要能够抵抗一定的荷载而不致引起过大变形。
同时为完成作为覆盖材料所规定的建筑功能，例如美观、遮光、防火、耐久等等，还需满足各种性能要求。
所以，选用合适的膜材对于索膜结构的设计建造非常重要。
加强索除其对于膜面受力方面的加强作用外，更重要的是起到了改变建筑造型的作用。
尤其是谷索和脊索的灵活设置会给整个建筑带来奇妙的视觉效果。
支架结构最常采用的是钢结构，也可采用混凝土结构，甚至在某些情况下可以采用木结构或其他结构。
支架结构除满足将索膜体系的内力传递到基础这一结构要求以外，其形式可以采取变化多样的形式，以实现不同的建筑造型效果。
索膜结构基础知识
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4. 索变形协调方程
l0
sss0 l ll0 ur ul
z0
z
索长 s0
索长 s
l
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➢几何关系
当为小垂度时， dz2、 dz0 2与1比均为小量 dx dx
sss00 l 11 2 d z x 2 z d x l0 0 11 2 d z0x z2 dx ll012l00 dz xz2dz0zx2d x urul 12l00dzxz2.dz0zx2dx
此类结构或用钢索悬挂其他构件，或由钢索 对其他构件提供附加支点，或用刚性的构件来加 强悬索的稳定性，以减小不均匀荷载作用下的机 构性位移。桥梁中的斜拉桥和悬索桥也属于这类 混合体系。
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浙江黄龙体育中心体育场
5.4万座，挑蓬外挑50m，外环梁跨度244m。 .
吊塔及斜拉索
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三．钢索材料 1. 平行钢丝束
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以材质分类，结构膜有以下两种: （1）平面不织膜：由各种塑料在加热液化状态下挤出的 膜，它有不同厚度、透明度及颜色，最通用的是聚乙烯膜， 或以聚乙烯和聚氯乙烯热熔后制成的复合膜，其抗紫外线及 自洁性强，此种膜张力强度不大，属于半结构性的膜材。 （2）织布合成膜：以聚酯 、玻璃、纤维织成的基材，双 面涂以PVC树脂，再用热熔法 覆盖聚氟乙烯膜，制成复合膜。
H
d2z dx2
qz
0
➢当竖向荷载沿水平方向均匀分布时，qz q
d d2z 2x H q z2 q H x2C 1xC 2
边界条件
z
z
x0 xl
0 c
z q xlxcx
2H
l
一族抛物线
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设跨中垂度f，则 xl2， zc2f
大跨度钢结构及索膜结构施工过程的质量控制
大跨度钢结构及索膜结构施工过程的质量控制提纲：1. 大跨度钢结构施工过程的质量控制2. 索膜结构施工过程的质量控制3. 施工前的准备工作及质量控制4. 施工中的质量控制5. 施工后的质量控制及验收标准分析：1. 大跨度钢结构施工过程的质量控制大跨度钢结构施工是一项复杂的工程，要求设计精细，施工过程中严格控制质量。
首先，在施工前要进行充分的前期准备工作，如材料的选型、加工和质量检测等。
其次，要加强对施工现场的管理，注重安全和环保，有序进行施工。
在施工中，要严格按照设计要求进行安装，加强材料的检查和测试，及时发现和处理问题。
最终，施工完成后还要进行验收，确保建筑结构的稳定性和功能完好。
2. 索膜结构施工过程的质量控制索膜结构是一种新型的建筑结构，可以通过合理的设计和施工，实现大跨度、轻量化和美观性等优势。
在施工过程中，需要制定详细的施工方案和工艺流程，确保施工过程顺利进行。
同时，要注重技术工人的培训和技术指导，提高施工人员的技能水平，提高施工质量和效率。
在施工中要进行全程的监控和检查，发现问题及时进行调整和修复。
最终，施工结束后还要进行验收，确保建筑结构的性能达到要求。
3. 施工前的准备工作及质量控制施工前的准备工作非常重要，直接关系到施工的顺利进行和施工质量。
准备工作包括选材、加工、运输等工作的安排和处理。
首先，在选材方面，需要选择优质的材料，并进行质量检测。
其次，在加工方面，要确保加工精度和标准，做到精细化和规范化。
最后，在运输方面，要注重材料的保护和运输的安全性。
通过精细的准备工作，可以确保施工前的质量控制和随后的施工质量。
4. 施工中的质量控制施工中的质量控制是一项复杂的工程，需要严格执行设计要求，加强材料的检测和测试，注重施工现场的管理和安全保障。
首先，在材料的安装中，要确保操作规范和技术精湛，杜绝操作错误和安装质量问题。
其次，在加工和焊接等环节中，要注重技术流程和质量检测，确保施工符合要求。
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建筑工程设计中的索膜结构是什么？
建筑工程设计中的膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure），张拉膜结构(Membrane)是由多种高强薄膜材料及加强构件（钢架、钢柱或钢索）通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
索膜结构因为其造型有自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于使用、安全等优点，所以在世界各地都得到了广泛的应用，除此之外索膜结构还有在阳光照射，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分致使室内的空间视觉环境开阔。
在夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的造型呈现出梦幻般效果的特点。
现在常见的索膜结构，最初于二十纪五十年代在国际上作为新兴的建筑形式出现，至今有四十多年的历史，自七十年代后，膜结构的应用得到了迅速发展。
膜结构从根本上解决了传统建筑难以实现的大跨度无支撑的难题，可创造巨大的、无遮挡的可视空间。
膜结构一改传统建筑材料而使用膜材料，其重量只是传统建筑材料的三十分之一。
更值得虫筑网小编一提的是建筑膜材料的使用寿命均未25年以上。
在使用期间，在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。
索膜结构因其可视性强和十分美观的特征在体育场所得到了充分的使用。