Neljä näkökohtaa, jotka on otettava huomioon kalvorakennesuunnittelussa

Kalvon rakennesuunnittelun tärkeimmät näkökohdat sisältävät muotosuunnittelun, alkutasapainon muoto-analyysin, kuormitusanalyysin ja leikkausanalyysin.

I. Muotosuunnittelu: Muotosuunnittelu määrittää rakenteen tasomuodon ja mitat, kolmiulotteisen muodon ja nettotilavuuden. Se määrittää myös kunkin rajoituspisteen koordinaatit, rakenteelliset yksityiskohdat, kalvomateriaalien valinnan ja rakentamisen hallinnan.

II. Alkutasapainomuodon analyysi: Alkutasapainomuodon analyysi tunnetaan myös muoto-löytöanalyysinä. Koska itse kalvomateriaaleista puuttuu puristus- ja taivutusjäykkyys ja niillä on erittäin huono leikkauslujuus, niiden jäykkyyden ja jäykkyyden täytyy riippua kalvon pinnan kaarevuuden vaihtelusta ja sen sisällä olevasta esijännityksestä. Kalvorakenteen suunnittelussa ei ole koskaan -kuinkaan stressitöntä muotoa. Siksi kalvon pinnan muodon on täytettävä mekaaninen tasapaino tietyissä reunaolosuhteissa ja tietyissä esijännitysolosuhteissa, ja tätä käytetään kuormitusanalyysin ja leikkausanalyysin perustana. Tällä hetkellä tärkeimmät menetelmät muotojen-löytämiseen kalvon rakennesuunnittelussa ovat energiarelaksaatiomenetelmä, voimatiheysmenetelmä ja äärettömän yksikön menetelmä.

III. Kuorma-analyysi
Kalvorakennesuunnittelussa huomioon otettavat kuormat ovat yleensä tuuli- ja lumikuorma. Kuormituksen alaisena kalvomateriaali muuttaa muotoaan merkittävästi ja kuormituksen jakautuminen muuttuu muodon mukaan. Siksi rakenteen muodonmuutoksen ja jännityksen tarkka laskeminen vaatii tietyn määrän epälineaarisia mittauksia. Toinen kuormitusanalyysin indikaattori on kaapeleiden ja kalvon alkuperäisen esijännityksen määrittäminen.

IV. Leikkausanalyysi
Ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta kalvon yhteen suuntaan kohdistuva jännitys pienenee, kun taas toisen suunnan jännitys pienenee. Tämä edellyttää, että alkuvetojännityksen tulee olla riittävä estämään jännityksen putoaminen nollaan epäsuotuisissa kuormituksissa eli estämään rypistymistä. Koska kalvomateriaalit ovat suhteellisen herkkiä ja niillä on hyvin alhainen luonnollinen taajuus, ne ovat alttiita tuulen tärinälle tuulen kuormituksessa, mikä johtaa kalvomateriaalin rikkoutumiseen. Jos alkuperäinen esijännitys kohdistetaan liian suureksi, kalvopinnoite deformoituu enemmän, ikääntyy helpommin ja sen lujuus säilyy vähemmän, mikä vaatii suurempaa lujuutta kantavilta komponenteilta ja lisää rakentamisen vaikeutta. Siksi alkuperäinen esijännitys on määritettävä kuormitusanalyysin avulla. Muodon etsimisellä muodostettu kalvorakenneryhmä on kolmiulotteinen, ei--kehitettävissä oleva spatiaalinen kaareva pinta. Sähköisen liukuportin kaksiulotteisen materiaalin leikkaaminen ja kiristäminen tarvittavan kolmiulotteisen kaarevan pinnan muodostamiseksi on avainkysymys joissakin kalvorakenteiden suunnitteluprojekteissa. Tämä on leikkausanalyysin pääsisältö.