支承鋼結構設計

支承鋼結構在膜結構的設計中占有舉足輕重的地位。支承鋼結構的作用可概括為以下三個方面：①為膜結構提供一系列高低錯落的支承點（邊界）或懸吊點，以維持膜結構曲面的穩(wěn)定；②將膜面內(nèi)拉力轉化為壓力傳至地基基礎；③支承鋼結構的剛勁挺拔與膜的靈動飄逸間形成鮮明對比，增強建筑整體表現(xiàn)力。

A.1 支承鋼結構的主要形式 

根據(jù)支承位置的不同，支承鋼結構可分為邊緣支承和內(nèi)部支承兩大類。邊緣支承的形式主要有以鋼等剛性構件支承以及索等柔性構件支撐兩種，內(nèi)部支承的形式主要有：利用鋼索將膜內(nèi)高點懸吊于外部剛性結構上；在結構內(nèi)部通過桅桿支承；利用飛柱頂升。 部分內(nèi)部支承實例。；若內(nèi)部利用拱形圓鋼管張為膜的支承，則形成骨架支承式膜結構，一骨架支承式膜結構實例

A.2膜結構支承體系的選擇與布置取決于膜面的形狀和結構尺度。支承體系的布置應滿足穩(wěn)定性要求，并盡可能做到自平衡和自適應。自平衡是指支承體系能最大限度地平衡膜面內(nèi)的張力，以減小張力對基礎結構的影響；自適應是指支承體系能較好地適應膜結構大變形的特點，有一定的自由度和調節(jié)余量。支承鋼結構的內(nèi)力分析宜考慮與膜面張力的共同作用。結構體系及構件的穩(wěn)定分析與截面設計按現(xiàn)行鋼結構設計規(guī)范進行。對于剛性邊界膜結構，要特別注意對構件剛度的控制，以免因邊界支承構件的變形而導致膜面無法張拉到位造成膜面松弛。 

A.3 桅桿結構設計 

桅桿是膜結構支承體系中最為常見的結構形式。桅桿結構設計主要包括三部分：柱身設計、柱頭設計和柱腳設計。其中，柱身設計與普通的鋼結構柱設計基本相同， 以下主要介紹柱頭和柱腳的設計。

(1) 柱頭設計

桅桿頂部與膜連接處的節(jié)點可做成浮動式或固定式。浮動式節(jié)點的浮動環(huán)在不平衡力作用下會發(fā)生左右擺動，使桅桿兩側的荷載作用趨于平衡，從而降低了桅桿頂部的水平位移，并可避免此處膜面出現(xiàn)褶皺。當桅桿承受的非對稱荷載較大時，宜采用浮動式節(jié)點。拉索與桅桿頂部可通過索端連接件與桅桿頂部的鋼板相連接。膜往往通過螺栓或卡具錨固在頂部圓環(huán)或圓鋼板上。此部位的膜面積急劇減小同時荷載又很大，應采用加強層對頂部的膜進行加強。在桅桿頂部通常設有金屬帽，兼具防水和美觀功能。傘形膜結構可采用頂升傘帽的方式來施加預張力，此時的柱頂應設計為

(2) 柱腳設計

桅桿柱腳可設計成雙向及三向鉸接節(jié)點或剛接節(jié)點。當柱頂?shù)牟黄胶馑胶奢d較大時，宜采用鉸接連接， 以避免因彎矩的作用而使桅桿截面過大，且可以通過桅桿頂部的微小擺動來調整膜面的內(nèi)力分布，避免出現(xiàn)局部應力過大或出現(xiàn)局部褶皺。需要注意的是，當采用鉸接節(jié)點時，應采取必要的措施對桅桿進行拉結，避免萬一膜材破損導致桅桿倒塌。