球場膜結構設計計算中存在的問題分析

球場膜結構設計計算中存在的問題分析

目前在球場膜結構建筑領域，氣承式膜結構由于結構本身存在缺點逐漸退出了歷史的舞臺；骨架支承式膜結構膜的設計與施工相對簡單；而整體張拉式膜結構與索系支承式膜結構是柔性體系，非線性強，設計與施工較為復雜，但造型新穎別致，深受球場建筑師的青睞，所以其設計理論得到了充分的發展。下面就對整體張拉式球場膜結構在設計計算中存在的問題做個簡單的分析。

傳統的整體張拉式球場膜結構的設計包括三個主要方面：初始形態分析，荷載分析和裁剪分析；此外還有結構構件尺寸的確定和連接設計。三個主要方面互相影響，但初始形態分析是基礎。目前，比較流行的初始形態分析方法有力密度法，動力松弛法和有限單元法。隨著計算機技術和有限元方法的發展，整體張拉式球場膜結構的設計軟件也取得了很大的進步，較為先進的，可一體化完成初始形態分析、荷載分析及裁剪等內容，并可直接生成供電腦控制的裁剪機器下料的數據。常見的國外軟件有 EASY等；國內的有MCAD等，但這些軟件并沒有施工分析。因為存在施工成形的方法不同可能導致不同的預應力分布等一系列施工問題，所以有必要對球場膜結構進行施工分析。

在張拉式球場膜結構施工成形過程中，索在膜套中是滑移的，但在設計程序中均沒有考慮索的滑移問題，這就導致了索的施工張力可能偏大的缺點；雖然可以通過每根索的總的變形量求出每根索的平均拉力，但此方法只有在索受到較均勻荷載的作用時比較有效，因此需要對整體張拉式球場膜結構中索的滑移問題進行更進一步地探討。

在張拉式球場膜結構設計計算中，尤其是具有柔性邊界的張拉式膜結構，如何使設計與施工一體化并完成膜片與支撐體系的整體協同也是設計時需要解決的問題。