4．支座反力的确定
按照各种荷载组合，选择最大支座反力进行底部钢筋混凝土与钢柱下端的连接，钢柱下端与基础预埋板采用“半铰半固”的连接方式进行设计计算。各点的支座反力见图4。
支座反力图（图4）（见附件）

请教几个问题：
  
1. 前面在介绍风荷载时，只用到了风压高度变化系数（μz＝1.14），且认为风荷载的作用主要是作用于膜面上的吸力。请问，这是否是说设计中采用了体型系数－1.0及风振系数1.0? 风向问题是怎样考虑的？
  
2. 帖子中有提到雨荷载。请问雨荷载如何参与荷载组合？能否介绍一下本工程设计时所考虑的荷载组合情况？

“半铰半固”？ 计算时如何确定刚度？如何取值？

从支点反力来看应该是铰接。

广东省高要市广新农业生态园荔林广场张拉膜结构工程设计与施工
三 结构设计
1.钢结构
本工程钢结构形式比较简洁,整个骨架钢结构由14根高柱、8根H型钢的矮柱（充当抗风柱）、两根落在抗风柱上的H型钢横梁（又起到排水槽作用）、若干结构索和拉地索等组成一个独立平衡体系(见图5)。每根H型钢柱与基础预埋件采用固接连接,而每根高柱与基础预埋件采用铰接设计。14根高柱均匀布置在长35.1米方向的两侧（每侧7根），柱间距离5.85米；8根H型钢的矮柱被均布在长39.6米的横梁下部（每侧4根），柱间距离7.8米或8.1米。每根高柱总长为18米，由9米一段的两段组成，焊接在一起：两段柱截面都为φ355X8。在高柱表面所有耳板焊接处，为了防止柱表面的局部变形都增加了套筒。8条H型钢抗风柱的规格为H450×300×8×12；2条H型钢横梁（兼排水槽）的规格选定为H350×300×6×8。另外，从安全角度考虑，在每条高柱柱顶加一长度为1.5米的避雷针。
图5  钢索结构布置图

2.索膜结构
高要广新农业园荔林广场膜结构工程属于张拉索膜结构,整个结构共分6个双尖的膜单元,其中中部的四个单元相同，两侧的两个单元相同。膜面通过吊索、脊索、谷索、边索等一系列索结合成一个稳定的屋面体系(见图6)，该屋面与下面的钢结构连接在一起，再通过钢构件将荷载传至下面的砼结构上。整体膜屋顶净投影面积为1998m2，净表面积为2318 m2，二者之比约1.2，所以我们认为膜尖的高度不太够。以中部的膜单元为例，每个单元由5根脊索（其中4根φ12.5，2根φ20），2根边索（φ12.5）及单元与单元间的谷索（φ20），膜尖之间的横向稳定索1根（φ26），悬吊两个膜尖的4根吊索（φ20），高柱的柱顶拉地索（φ32）和柱中拉地索（φ26），再通过各种连接件（见图7 帽顶全图）与膜连接成一整体，共同抵御外荷载。
由于整体膜顶呈中心对称，所以进行膜的裁剪设计只需考虑膜面的1/4。按照易加工，拼缝沿膜的主受力方向，拼缝顺直美观，又比较节约膜材等裁剪的几个原则，将热合缝布置成如图8的形式。这样的裁剪设计使膜材的消耗量不到膜净表面积的1.2倍，是比较经济又使膜面整体美观的方法。

图6  钢索膜结构布置图（轴侧）

图7  帽顶全图

图8  膜单元裁剪片布置图

四 工程施工
因为该工程的钢结构吊装和施工属于平常作业，在这里我们将着重探讨索膜结构的安装施工，施工中的主要步骤如下：
1．  膜材进场之前复测钢结构各部位的尺寸；
2．  在标高为9米处搭设满堂脚手架，然后沿高柱搭设两侧的脚手架到18米柱顶；
3．  膜材加工是一个整体，象“折纸扇”般折叠包装运到安装现场；
4．  在满堂脚手架的上面铺好垫布，将膜包装吊至靠近水槽一边的中间；打开包装袋，用吊机将膜层层展开到另一侧的水槽边；
5．  将12个膜尖先固定在12个帽顶板上，并将帽顶板上部的吊索和下部的脊索都进行预连接；
6．  预先穿好所有膜边索；
7．  每根高柱的顶端（18米处）各安排3名安装工人，同时起吊12个膜尖。在起吊的过程中必须要尽可能减小各个膜尖的高度差；
8．  12个膜尖吊装到位后挂好吊索；
9．  安装膜脊索，调整脊索到位；
10．  将膜边索调整到位；
11．  进行两侧固定边的膜安装；
12．  将膜边角进行防水处理，清洗膜面。

五 结语
膜结构作为一种新型的建筑结构形式，有其自身的优点和缺点。它造型新颖、重量轻， 比其它结构形式更容易实现大跨度、无遮拦的空间，但同时它属于柔性结构，受风、雨、雪等外荷载的影响比较大，变形大，采取更合理的施工手段变的越来越重要。另外，如何保证结构的最终成形与设计相一致，除了在设计时更仔细，各部门配合更一致为，还要有一定的检测手段来保证。
目前膜材料还主要依赖进口，所以造成膜结构的工程造价比较高，如何使膜材料大面积的国产化，变成了国内膜材生产商所面临的一个课题。同时，由于国内膜结构公司的无序竞争，导致有些工程公司根本不顾工程质量，甚至出了很大的质量事故，造成了极坏的影响。但是，我们相信，随着膜结构协会的成立，膜结构工程市场会在短时期内逐步趋于规范化和正规化，使得膜结构在我国走上一个良性、健康的发展道路。

膜单元的裁剪过碎，这样的话，加工损耗会很大。也影响美观。

在这个工程中，风荷载和雨荷载分别独立考虑计算，没有组合在一起。
  
大型索膜结构工程会做风洞试验，但做风洞试验的费用高、试验周期长，一般工程难以实现。由于国内目前尚无明确针对索膜结构的体形数值，加之本结构体形复杂，无法从规范上找到与其相类似的体形系数。
  
对于这类工程，如何确定其设计风载值，请大家共同讨论。

[βz=1+(Hi/H)x(Sv/μz)
S=脉动增大系数
V=脉动影响系数
取βz=1.0,风力振动的影响不考滤.
  
对于风向不同,在膜面个部位之μs也不同, 其风荷标准值亦不同.

Here is a part printing of BS 6399: Part2. The formulas are different between Chinese Code and BS Code.  
  
For full sets of BS Code for wind load (BS 6399 & CP3), please refer to: http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=18648&h=1#88340

(1)根据BS Code for wind load (BS CP3)中的定义，前一帖中所提到的Dynamic pressure of wind 可解释为：(stagnation pressure)，The free stream dynamic pressure resultant from the design wind speed. 翻译过来就是我们所说的静风压（当然在具体定义上略有差别）。这里的0.613实际上就是我们所说的1/2*ρ,其中ρ是空气密度。
  
(2)进一步研究BS Code for wind load (BS 6399) 可以看到，在1.6节提到了一个动力增大系数（Dynamic augmentation factor）Cr，主要与建筑物的高度和类型（包括框架、门式刚架和砖混结构）有关，其取值约在0~0.4之间。同时，在规范条文中指出，该规范内容仅适用于Cr小于0.25和高度小于300米的中等刚性建筑物。根据这一规定，在计算风荷载的动力放大效应时，总风荷载可表示为：Q=0.85*q*(1+Cr)，其中1+Cr即可近似认为是我们所说的风振系数，0.85是风荷载的空间相关系数。
显然按照上述计算方法，仅考虑了风振响应中的背景响应分量，而假定结构的共振响应分量非常小，可以忽略。对于不符合上述规定的风敏感结构，该规范在附录中推荐了几种方法，显然膜结构即属此列。
  
(3)我又查找了Eurocode 1, ISO DIS 4354 and ASCE 7 规范中对风荷载动力效应的规定。它们主要是通过阵风系数（gust factor）来体现的，其取值基本上在1.8~2.2之间。不过由于这三家分别采用了不同的抗风设计理论体系（Solari和Davenport），所以在具体数值上略有差别，这里就不再详述了。尽管在这些规范中也提到了柔性结构的抗风设计问题，但这里所指的柔性结构主要是指线形的高层、高耸结构；对于膜结构目前恐怕还没有哪一本规范能给出具体的规定。
  
(4) 这里有必要再重申一下我国规范对风振系数的定义：动力风荷载与静力风荷载的比值，这是最原始的定义。“木工”所给出的表达式只是针对高层、高耸结构的进一步推导，并不适用于膜结构。哈工大的一些学者从风振系数的原始表达形式出发，进行了大量的研究工作，目前得到的初步结论是，膜结构的风振系数应在1.5~2.0左右。