膜結構工程中拱形鋼結構的軸線(xiàn)選擇包括軸線(xiàn)形狀和矢跨比確認兩方面，應使其在主體荷載工況之下以軸壓受力為主、具有較高的承載力。通常膜結構中鋼結構的軸線(xiàn)形式包括有圓弧形、拋物線(xiàn)形、懸鏈線(xiàn)形以及橢圓形等，其中全跨水平均分布荷載作用之下的拋物線(xiàn)拱、全跨軸線(xiàn)均布荷載作用之下的懸鏈線(xiàn)拱是工程中常見(jiàn)的兩種均勻受壓拱模型。實(shí)際的設計中荷載情況復雜，宜根據荷載效應的組合控制工況，進(jìn)行軸線(xiàn)的優(yōu)化分析，確認合理的拱軸線(xiàn)形狀。例如某體育場(chǎng)鋼結構屋蓋采用空間矩形截面桁架拱，由兩側的拉索懸吊屋蓋的部分重量。通過(guò)對結構自重、懸吊荷載及活動(dòng)屋蓋開(kāi)合等工況為主的荷載控制工況下拱的受力分析，終端確認接近懸鏈線(xiàn)的拱軸形狀。此外，拱軸線(xiàn)也需要考慮建筑物功能的要求，如某育場(chǎng)膜結構工程的開(kāi)合結構，其空間鋼管桁架拱作為活動(dòng)屋蓋部分開(kāi)合時(shí)的運行軌道為圓弧形，以保障屋蓋臺車(chē)在曲率恒定的曲面上順暢運動(dòng)。對于矢跨比的取值，當鋼拱的跨度一定時(shí)，通常存在使其承載力越高的越優(yōu)矢跨比(約為0.2)，并結合建筑功能要求確認。對于車(chē)輻式素拱而言，矢跨比宜選擇在0.3~0.5之間，素盤(pán)位置應控制在拱腳連線(xiàn)上，宜位于拱矢高的一半附近，此時(shí)其穩定性能及承載效率較優(yōu)。
二、截面形式與節點(diǎn)構造：
關(guān)于截面形式，通?？梢赃x擇工形的開(kāi)口截面或者圓管、箱形的閉合截面，或其他越為復雜的組合截面形式?？紤]膜結構建筑拱形鋼結構平面外穩定性時(shí)，采用閉合截面將獲得較高自由扭轉剛度和平面外彎曲剛度，還可灌入混凝土形成鋼管混凝土結構。對三角形截面的鋼管桁架拱，宜優(yōu)先選擇正三角形截面。研究結果表明，在全跨水平均布荷載作用下，當矢跨比大于0.15時(shí)，正三角形截面拱的承載力比倒三角形截面高很多，這主要源于正負彎矩沿拱軸線(xiàn)的變化不像簡(jiǎn)支梁那樣沿軸線(xiàn)彎矩一直為正，進(jìn)而使上弦桿一直受壓并受穩定性控制。
膜結構工程中鋼結構的節點(diǎn)設計應該遵循構造簡(jiǎn)單、整體剛度好、傳力明確、安全牢靠、節約材料和施工方便等原則。一般其節點(diǎn)選型和其他鋼結構形式相類(lèi)，比如鋼管桁架拱可以參考鋼管桁架柱、桁架梁節點(diǎn)構造的處理方法，索拱結構之中拱體與撐杄、拉索之間的節點(diǎn)可以參考其它預應力鋼結構的規范規程或相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行設計。格外針對車(chē)輻式索拱結構，《拱規》參考國外工程的資料，給出了可以供參考的平板節點(diǎn)、鑄造節點(diǎn)等索盤(pán)節點(diǎn)形式。
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