Cztery aspekty do rozważenia w inżynierii konstrukcji membranowych

Główne aspekty inżynierii konstrukcji membran obejmują projektowanie form, analizę kształtu równowagi początkowej, analizę obciążenia i analizę ścinania.

I. Projekt formy: projekt formy określa płaski kształt i wymiary,-formę trójwymiarową i objętość netto konstrukcji. Określa także współrzędne każdego punktu utwierdzenia, szczegóły konstrukcyjne, dobór materiałów membranowych i zarządzanie budową.

II. Analiza kształtu równowagi początkowej: analiza kształtu równowagi początkowej jest również nazywana analizą-formularza. Ponieważ same materiały membranowe nie mają sztywności na ściskanie i zginanie oraz mają bardzo słabą wytrzymałość na ścinanie, ich sztywność i sztywność muszą zależeć od zmian krzywizny powierzchni membrany i występującego w niej naprężenia wstępnego. W inżynierii konstrukcji membranowych nigdy nie istnieje kształt-wolny od naprężeń. Dlatego kształt powierzchni membrany musi spełniać równowagę mechaniczną w określonych warunkach brzegowych i określonych warunkach naprężenia wstępnego, co stanowi podstawę analizy obciążenia i analizy ścinania. Obecnie główne metody analizy znajdowania kształtu w inżynierii struktur membranowych obejmują metodę relaksacji energii, metodę gęstości siły i metodę jednostek nieskończonych.

III. Analiza obciążenia
Obciążenia uwzględniane w inżynierii konstrukcji membranowych to zazwyczaj obciążenie wiatrem i obciążenie śniegiem. Pod obciążeniem materiał membrany ulega znacznej deformacji, a rozkład obciążenia zmienia się wraz z kształtem. Dlatego dokładne obliczenie odkształcenia i naprężenia konstrukcji wymaga pewnej liczby miar nieliniowych. Kolejnym wskaźnikiem analizy obciążenia jest określenie wstępnego naprężenia w kablach i membranie.

IV. Analiza ścinania
Pod wpływem obciążeń zewnętrznych naprężenia w jednym kierunku membrany zmniejszają się, natomiast w drugim kierunku maleje. Wymaga to, aby początkowe naprężenie rozciągające było wystarczające, aby zapobiec spadkowi naprężenia do zera pod niekorzystnymi obciążeniami, tj. zapobiec marszczeniu. Ponieważ materiały membranowe są stosunkowo delikatne i mają bardzo niską częstotliwość drgań własnych, są one podatne na wibracje wiatru pod obciążeniem wiatrem, co prowadzi do pękania materiału membrany. Jeśli wstępne naprężenie zostanie zastosowane zbyt wysokie, powłoka membrany będzie się bardziej odkształcać, łatwiej będzie się starzeć i będzie miała mniejszą wytrzymałość, co wymaga większej wytrzymałości-elementów nośnych i zwiększa trudności konstrukcyjne. Dlatego początkowe naprężenie należy określić poprzez analizę obciążenia. Grupa struktur membranowych utworzona w wyniku ustalenia kształtu jest trójwymiarową-nierozwijalną-przestrzenną zakrzywioną powierzchnią. Jak wyciąć i napiąć-dwuwymiarowy materiał elektrycznej bramy przesuwnej, aby utworzyć niezbędną-trójwymiarową przestrzennie zakrzywioną powierzchnię, to kluczowy problem w niektórych projektach inżynierii konstrukcji membranowych. Jest to główna treść analizy cięcia.