面内位者膜面安装前要对相关土建尺寸偏差进行校核,充气膜及时调整膜片尺寸,避免出现膜结构褶皱问题。膜结构的设计过程可以分为三个阶段。第一阶段是找形设计阶段,即在设计师给定预想的曲面形状的前提下,找出与此曲面相接近的初始平衡状态,包括初始张力、分布和几何形状。第二阶段是荷载分析阶段,即找形分析获得的曲面在各种可能荷载组合的作用下,求解其变形、位移、索膜内力及判别薄膜是否有褶皱产生或索是否有松弛现象。第三阶段是裁剪设计阶段,其目的是将已经通过荷载分析的三维膜曲面转化成离散的平面膜片(1)找出一个初始平衡形状;(2)各种荷载组合下的力学分析以保证安全;(3)裁剪制作。发达国家从六十年代起开始提出多种计算方法,到目前为止以有限元法为最先进、最普遍被采用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元,该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。从以下分析可以看到,膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的,因为对于刚性壳体来说,这种平板单元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合,其单元刚阵可以由这两种单元刚阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的,只能靠薄膜曲面的曲率变化,从而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。如果还是采用这种只有平面内应力的板单元,则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响,这导致单元不包含z方向节点反力,就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响,使得各单元合并起来的总的平衡方程通过不断迭代能近似达到平衡,缺点是需要过多的平面内位。反向曲率来保证,一个方向的曲率向下凹,另一个方向必须向上凸。传统膜材基材是由经﹑纬向纱线编织而成,因而呈现很强的正交异性性能,经纬向变形能力相差达3-5倍之多。(4)蠕变和松弛蠕变和松弛是膜材的另一个重要特性,也是膜起皱和失效的重要原因,在裁剪分析和加工时需要考虑这个因素。聚酯长丝织物在使用的头十年里就会因为蠕变丧失50%的预张拉力,相反,玻璃纤维织物要稳定很多。(5)非力学性质:安全方面的性质,如耐久性、防火性能、防雷性能等;非安全方面性质,如隔音或音响性能、自洁性能等等。由于膜结构的造型要求和膜材自身特性的原因,膜结构设计与其它结构有很大的不同。膜结构设计包括形状确定(“找形”,Form Finding)、荷载分析(Loading Case Analysis)和裁剪分析(Cutting Pattern)等三方面内容,下面分别论述。2 膜结构的形状确定2.1 形状确定的概念膜结构的形状确定问题就是确定初始状态的问题,在许多专著上被称为“找形”(Form Finding)。膜结构的形状确定问题有两种类型:(1)给定预应力分布的形状确定问题:预先假定膜结构中应力的分布情况,在根据受力合理或经济原则进行分析计算,以得到膜的初始几何状态。(2)给定几何边界条件的形状确定问题:预先确定膜结构的几何边界条件,然后计算分析预应力分布。。