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1 . —般規(guī)定

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》〔08 50068—2001〕規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為25年、50年、100年，25年為臨時(shí)性建筑，50年為一般工業(yè)與民用建筑，100年為特別重要建筑。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總的原則應(yīng)與此相適應(yīng)，然而一般膜材的使用壽命、建筑物理特性及特殊功能膜建筑都難以符合此原則。因此，應(yīng)以主體結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，對(duì)膜維持統(tǒng)一可靠度，但設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期降低。

膜結(jié)構(gòu)的計(jì)算主要包括初始形態(tài)分析、荷載效應(yīng)分析和裁剪分析。膜結(jié)構(gòu)的初始形態(tài)確定、荷載效應(yīng)分析、裁剪設(shè)計(jì)是相互影響、相互制約的過程，需要反復(fù)調(diào)整。同時(shí)還要考慮施工過程的實(shí)現(xiàn)，如施工工藝、初始預(yù)張力等問題。

初始形態(tài)分析主要是確定滿足一定初始應(yīng)力分布的膜結(jié)構(gòu)在自平衡狀態(tài)下的幾何形狀。荷載效應(yīng)分析主要是計(jì)算在荷載作用下滿足靜力平衡條件的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移。裁剪分析主要是將空間膜曲面適當(dāng)剖分并展開為平面，計(jì)算確定預(yù)張力影響下膜材的裁剪下料圖。

2. 膜結(jié)構(gòu)的非線性

幾何非線性

幾何非線性指在大變形情況下應(yīng)變與位移之間的非線性關(guān)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)的位移較大時(shí)，應(yīng)變與位移成非線性關(guān)系，這意味著結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生了大位移或大轉(zhuǎn)動(dòng)。所謂大，不一定是指量值很大，而是指不計(jì)及這種位移或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)很大誤差，甚至使分析計(jì)算無意義。

幾何非線性效應(yīng)一般可分為以下四類：

（1）大位移（或大轉(zhuǎn)動(dòng)）、小應(yīng)變結(jié)構(gòu)在一定載荷下，盡管應(yīng)變比較小，但會(huì)產(chǎn)生較大的位移，這時(shí)必須考慮變形對(duì)求解過程的影響，平衡條件等應(yīng)考慮變形后位形。這樣一來，控制方程將體現(xiàn)出明顯的非線性。這種幾何非線性效應(yīng)表示為由于結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的單元 空間方位變化而引起的結(jié)構(gòu)剛度變化。

（2）大位移、大應(yīng)變典型的問題如金屬的成形過程分析，材料在荷載作用下可能出現(xiàn)的較大非線性彈性應(yīng)變。處理這類大應(yīng)變問題時(shí)除了采用非線性的平衡方程和幾何關(guān)系以外，由于大應(yīng)變的特點(diǎn)，還需要引人相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，很多大應(yīng)變問題和材料的非彈性性質(zhì)相聯(lián)系。

（3）應(yīng)力剛化結(jié)構(gòu)的面外剛度可能大大地受結(jié)構(gòu)中面內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的影響。面內(nèi)應(yīng)力和橫向剛度之間的耦合，通稱為應(yīng)力剛化。薄的、高應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，如纜索或薄膜結(jié)構(gòu)，是最明顯的應(yīng)力剛化的例子。該分析功能適用于任何結(jié)構(gòu)，但最適合于抗彎較弱的結(jié)構(gòu)。

（4）旋轉(zhuǎn)軟化 旋轉(zhuǎn)軟化是指動(dòng)態(tài)質(zhì)量效應(yīng)調(diào)整（軟化）旋轉(zhuǎn)物體的剛度矩陣。

由于膜結(jié)構(gòu)中的索、膜構(gòu)件只能承受拉力、不能.承受壓力和彎矩作用，對(duì)外荷載的抵抗主要通過變形來實(shí)現(xiàn)，因而膜結(jié)構(gòu)在外荷載作用下變形較大，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性。四種幾何非線性效應(yīng)中，膜結(jié)構(gòu)建筑的計(jì)算分析中涉及（1）和（3）。

材料非線性

膜材是非線性材料，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線在應(yīng)力較大時(shí)變化較大，但通常設(shè)計(jì)應(yīng)力比斷裂強(qiáng)度小得多，因此計(jì)算時(shí)可近似認(rèn)為膜材是線彈性的，但應(yīng)考慮膜材的各向異性。