膜结构汽车棚施工设计过程与原理分析

　　一、张拉膜结构的施工设计总体过程：

　　根据市场内外多个膜结构汽车棚施工过程相关经验的介绍，张拉膜结构的施工设计总体过程如下∶

　　1、施工计划：

　　合理的施工计划可以保障施工的结构稳定和快速有益地完成施工过程，一般包括总体考虑构件的安装方法和顺序、预应力的施加方法和顺序、临时支撑的设置方法以及对施工管理的总体评价。

　　2、施工分析：

　　1）预应力（PS）水平的取值及优化。

　　2）施工方法。包括构件安装方法，构件安装顺序和预应力引入顺序，及其优化。

　　3）膜材的施工。包括膜材在何处接合，怎样捆包、搬运，在工地如何展开，怎样与边界连接等问题。

　　4）维护。包括膜面更换、预应力的再次引入和进行张力测试等。

　　3、结构的美观性评价：

　　包括结构在膜结构汽车棚施工过程中的稳定，构件的制造误差和施工误差，初始蠕变的消除和施工技术水平等的总体评价。

　　二、施工分析原理：

　　在施工总体设计过程中，施工分析是关键，而施工分析的关键是预应力的施加问题。

　　在预应力的施加过程中会出现两个问题∶一是在施工的不同阶段决定合适的预应力值，二是怎样施加预应力。

　　膜结构汽车棚的施工张拉过程是伴随有刚体运动、机构运动和弹性变形等的组合运动过程。张拉膜结构的形状是在施工过程中以施加预应力的方式逐步形成的，通过对索和膜施加预应力并不断调整预应力，使结构末后达到设计状态。施工过程就是构件的就位和预应力的施加过程，因此如何确定施工中预应力施加的大小和顺序是张拉膜结构成形的关键问题，而预应力的数值分析过程即是施工过程的模拟。

　　由于张拉膜结构一般跨度较大，施工过程比较复杂，通常情况下都是按顺序分步逐批进行张拉。传统的施工分析过程是按照施工顺序通过逐步迭代求得每一步需施加的预应力值，终达设计的预应力值，使膜结构张拉成形。而利用数学上的逆问题分析原理可以采用另一种施工分析方法，将已处于设计预应力状态的各根索按施工的逆顺序进行索力逐步放松计算。通过对预应力施加不同阶段的分析，控制结构形态，终使膜结构汽车棚结构得以实现。这种方法不需迭代，可以直接求解。