索作為膜材的彈性邊界,將膜材劃分為一系列膜片,從而減小了膜材的自由支承長度,使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻指出,膜材的自由支承長度不宜超過15米,且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外,索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結(jié)構(gòu)提供附加支撐,從而保證不會因膜材的破損而造成支承結(jié)構(gòu)的倒塌。
膜結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,用分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計算。
膜結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級、使用年限、使用功能、結(jié)構(gòu)跨度、防火要求、地區(qū)自然條件及膜材的耐用年限等要求進行膜材選用。
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)荷載、支承條件、制作加工、施工工況及其它特殊條件進行。
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容包括形狀設(shè)計、荷載分析、裁剪設(shè)計、配件設(shè)計、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計。
膜結(jié)構(gòu)在方案階段需要考慮的問題有:
1,預(yù)張力的大小及張拉方式;
2,根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式;
3,考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水(雪);
4,關(guān)鍵節(jié)點的設(shè)計,以避免應(yīng)力集中;
5,考慮膜材的運輸和吊裝;
6,耐久性與防火考慮。
膜結(jié)構(gòu)的突出特點之一就是它形狀的多樣性,曲面存在著無限的可能性。對于氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)來說,充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面,可能沒有太多的選擇余地。而對于以索或骨架支承的膜結(jié)構(gòu),其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。