膜结构工程设计PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　膜结构发展简史 1

1.1.1　膜材发展概况 1

目录 1

1.1.2　膜结构体系发展概况 2

1.2　本书内容概要 5

参考文献 6

第2章　膜材及其特性 8

2.1　织物膜材构成 8

2.1.1　织物纤维 8

2.1.2　织物编织构造 10

2.1.3　涂层材料及其特征 12

2.2.1　织物膜材类型 13

2.2　织物膜材类型与特性 13

2.2.2　织物膜材基本特性 14

2.3　膜材线弹性模量与剪切模量 22

2.3.1　膜材线弹性模量 22

2.3.2　膜材剪切模量 26

2.4　膜材的徐变与松弛特性 28

2.5　建筑织物膜材基本参数 29

2.5.1　PVC/PES膜基本参数 29

2.5.2 PTFE/GF膜基本参数 29

2.6　非涂层织物膜材 29

2.7.1　ETFE薄膜 30

2.7　热塑性化合物薄膜 30

2.6.3　金属织物 30

2.6.2　氟化物织物 30

2.6.1　棉质纤维膜 30

2.7.2 THV/FEP薄膜 32

2.7.3　PVC薄膜 32

参考文献 32

第3章　膜建筑设计与应用 34

3.1　概述 34

3.2　膜建筑设计使用年限 35

3.3　膜建筑造型 36

3.3.1　双曲抛物面膜单元 36

3.3.2　马鞍形双曲面膜单元 37

3.3.3　锥形双曲面膜单元 37

3.3.4　拱支承张拉膜 39

3.3.5　脊谷形张拉膜 40

3.3.6　整体张拉膜 40

3.3.7　充气膜建筑 43

3.4　膜建筑光环境 43

3.4.1　膜太阳光基本特性 43

3.4.2　采光设计计算 44

3.4.3　艺术光设计 45

3.5　膜建筑热环境 45

3.5.1　基本热物理特性 46

3.5.2　冷凝结露 47

3.5.3　通风排气 48

3.6　膜建筑声学环境 48

3.6.1 内部回声 48

3.6.2　外部噪声隔离 49

3.7.1　排水 50

3.7　膜建筑设计要素 50

3.7.2　消防与防火 51

3.7.3　裁切线 51

3.7.4　避雷设计 52

3.7.5　防护与维护设计 52

3.7.6　节点设计 52

3.8　膜建筑特点与应用 53

3.8.1　膜建筑特点 53

3.8.2　膜建筑应用 53

参考文献 62

第4章　膜结构设计 64

4.1 概述 64

4.2.1　张拉膜结构 65

4.2　膜结构体系 65

4.2.2　骨架式膜结构 66

4.2.3　充气式膜结构 67

4.2.4　索桁架膜结构 69

4.2.5　张拉整体与索穹顶膜结构 70

4.3　膜结构设计分析 71

4.3.1　膜结构设计内容 71

4.3.2　找形分析 73

4.3.3　荷载、作用与荷载组合 75

4.3.4　结构设计与荷载分析 80

4.3.5　裁剪设计分析 83

4.4　支承桅杆构件与支承结构体系 87

4.4.2　柔性索杆支承体系 88

4.4.1　支承桅杆构件 88

4.4.3　刚性骨架支承体系 90

4.5　支承体系结构设计 102

4.5.1　结构分析模型与方法 103

4.5.2　结构设计与计算分析 106

4.5.3　节点设计与计算分析 110

4.5.4　结构分析研究 113

4.5.5　试验研究 114

参考文献 114

第5章　充气膜结构设计 118

5.1　气承式膜体系 118

5.1.1　机械系统 118

5.1.4　防火系统 120

5.1.3　电设计系统 120

5.1.2　控制与监测系统 120

5.1.5　进出口系统 121

5.2　主要材料 122

5.2.1　膜材 122

5.2.2　索 122

5.3　结构设计 122

5.3.1 荷载、作用与结构效应组合 122

5.3.2　结构分析与设计 125

5.3.3　构件设计强度 126

5.3.4　锚固与基础 127

5.3.5　主要节点设计 127

5.4.2　使用与维护 130

5.4.1　安装与充气 130

5.4　安装、使用与维护 130

5.5 气囊膜结构设计 131

5.5.1　建筑结构形式 131

5.5.2　结构设计 134

5.6　飞艇膜结构设计 134

5.6.1　结构形式 134

5.6.2 气体静力学 136

5.6.3　膜材 138

5.6.4　结构设计与分析 139

5.7　其他充气膜结构 141

参考文献 142

6.1.1　膜面模拟 144

6.1　找形分析力密度法 144

第6章　膜结构设计分析理论与方法 144

6.1.2　力密度与膜面几何特性 145

6.1.3 　T-单元列式 147

6.2　找形分析动力松弛法 148

6.2.1　基本原理 148

6.2.2　索网格模型找形分析 150

6.2.3　三角形单元网格模型找形分析 151

6.3　找形分析几何非线性有限元法 152

6.3.1　索网格模型找形分析 152

6.3.2 三角形单元网格模型找形分析 153

6.4　荷载分析理论与方法 154

6.4.1　理论与方法一致性 155

6.4.2　理论与方法完整性 156

6.5.1 裁剪方法 157

6.5.2 平衡模拟技术 157

6.5　膜裁剪分析理论与方法 157

6.5.3　等效板单元有限元法 158

参考文献 160

第7章　钢索的特性与设计 163

7.1　钢索术语 163

7.2　钢索形式与特点 165

7.2.1　钢丝 165

7.2.2　钢丝绳 166

7.2.3　螺旋钢丝索 170

7.2.4　平行钢丝索 170

7.3　钢索防腐 171

7.3.1　镀锌 171

7.2.5　锁芯钢索 171

7.2.6　其他形式 171

7.3.2　挤塑索套 172

7.3.3　喷塑 172

7.3.4　油漆 172

7.4　钢索锚具、锚固与连接 172

7.4.1　索头基本形式 172

7.4.2　锚固方法与特性 175

7.4.3　连接构造 176

7.5　钢索强度设计 177

7.6　自由悬索解析 178

7.6.1　抛物线 179

参考文献 182

7.6.2　悬链线 182

第8章　节点细部设计 184

8.1　一般设计原则 184

8.2　膜节点 185

8.2.1　缝合膜节点 185

8.2.2　焊合膜节点 186

8.2.3　组合膜节点 187

8.2.4　粘合膜节点 187

8.2.5　螺栓压板连接 188

8.2.6　其他膜节点 188

8.2.7　膜加劲与修补节点 188

8.3.1　膜套节点 189

8.3　膜柔性边界节点 189

8.3.2 U形件夹板节点 190

8.3.3　束带节点 191

8.3.4　导水构造 192

8.4　膜刚性边界节点 193

8.4.1　混凝土边界节点 193

8.4.2　钢构边界节点 193

8.5　膜角隅节点 195

8.5.1　柔性膜角点 195

8.5.2　刚性膜角点 202

8.5.3　刚-柔性膜角点 202

8.6　膜脊谷节点 203

8.6.1　柔性膜脊 204

8.6.2　柔性膜谷 205

8.6.3　刚性膜脊 206

8.6.4　刚性膜谷 208

8.6.5　防水与二次膜 209

8.7　膜顶节点 209

8.7.1　高点膜顶节点 209

8.7.2　低点膜顶节点 213

8.8　基座节点 214

8.9　膜面张力导入机制 215

8.9.1　锥形膜面张力导入机制 215

8.9.2　马鞍双曲面张力导人机制 216

8.9.3　其他膜面张力导入机制 217

参考文献 218

附录A　常用膜材技术参数 219

A.1 C类膜材（PVC/PES） 219

附录（Appendix） 219

A.2 A类膜材（PTFE/GF） 221

A.3 A类膜材（Silicone/GF） 224

附录B 常用钢索技术参数 225

B.1 φ5平行钢丝索（PWS） 225

B.2 φ平行钢丝索（PWS） 226

B.3 6×19＋IWRC/FC钢丝绳 227

B.4 6×37＋IWRC/FC钢丝绳 228

附录C 钢锚栓设计参数 229

C.1 Q235钢锚栓 229

C.2 Q345钢锚栓 230

附录D 无缝热轧（热扩）钢管规格（GB 8162—99） 232

附录E　蒲福风级与风压对照表 233

附录F　常用单位换算对照表（ASTM E-380） 234