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索膜结构挑蓬设计及膜结构事故分析之挑篷的特点
    体育场挑篷由于使用功能的要求，一般需要较大体量，覆盖面积需几万平方米，同时由于悬挑的特点，受力状况和布置受到很多限制，同时结构大多呈空间状态。对体育场挑篷结构大致可归纳出以下几个特点：
  1、从体育场建筑的本身来看，形式、种类繁多，并与结构关系密切。
  2、从材料的应用角度来看，由早先的混凝土结构发展为钢结构，由低强度钢发展到应用高强度拉索。
  3、从结构组成来看，由早期的简单构件过度到平面结构，由平板型网架发展到网壳结构，由单一的空间构架发展成各种单元的组合结构。
  4、从建筑的重要性来看，体育场挑篷往往是一个城市的标志性建筑，对提升一个城市乃至一个国家起着一定作用，同时设计该种建筑已成为一个国家建筑水平的集中体现，因此重要的体育场设计往往有多个国家的公司参与竞争。
  5、从结构受力角度来看，体育场挑篷大多呈空间受力状态，往往由多种类型的单元组成，设计分析较为复杂。现代体育场的挑篷从广义上说主要分为环状挑篷和主看台挑篷两种形式。环状挑篷形式体育场的挑篷俯视大都类似圆环或椭圆环，也有呈挖空的矩形的，挑篷在一周的平面上是连续的，可基本覆盖体育场一周的所有看台。
    主看台挑篷形式体育场的挑篷通常设置于两边主看台，也有一些体育场是仅在单边主看台设置挑篷，个别体育场在垂直于主看台的副看台上也设置挑篷。相对来说，主看台挑篷的造价和建造难度要低于环状挑篷，但实际上，选择主看台挑篷的形式并不仅仅是考虑经济上的原因，也有很多美学及与环境协调的要求。最初的主看台挑篷从俯视图上看吃不开矩形，属于相对简单的形式，但随着经济的发展和对美学要求的进一步提高，更为美观的弧形挑篷已逐渐成为设计的主流，近年来兴建的体育场基本上已不再采用矩形主看台挑篷的形式。
    索膜结构体育场挑篷是一种不同于传统结构的挑篷结构形式，由于其独特新颖、优美丰富的造型而越来越得到广泛的应用。并且它打破了以往“先建筑，后结构”的设计过程，结构工程师一开始就直接参与到建筑的选型过程中来。
    索膜结构挑蓬的设计过程大致可以分为四个阶段。第一阶段是找形设计阶段，即满足索膜初始张力平衡条件，同时接近设计者预想的曲面形状的求解过程；第二阶段是荷载分析阶段，即由初始形态设计的曲面形式，在各种外荷载作用下求解其变形、索膜内力的过程；第三个阶段是裁剪分析阶段，即生成平面膜材的裁剪下料图；第四个阶段是将上部索膜结构在外荷载作用下输出反力施加在下部钢结构上进行校核。
    本文推导了用力密度法进行索膜结构形状确定的理论公式。并且通过力密度法对某体育场司令台挑蓬进行形态分析，然后在此基础上运用非线性有限元法进行荷载分析。
    总结了膜结构撕裂事故的各种原因，并对膜结构通病及一些工程破损、破坏事故进行了分析。对一膜结构工程事故进行了研究，比较了实际结构与原设计结构在相同风荷载下的受力情况，得出了膜面可能导致撕裂的原因。设计了四种破损部分膜结构的加固方案，并且进行了比较，得出了最为优越的加固结构。对加固结构抗风索在不同预应力下进行受力比较，发现了一些规律。