索膜組合結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用于跨度較大的建筑中, 其承擔(dān)的主要荷載為豎向荷載, 包括自重、屋面活荷、雪荷載及風(fēng)荷載。相對于屋面水平構(gòu)件, 這些荷載為橫向荷載, 必然產(chǎn)生彎矩和剪力, 而索、膜這兩種材料均為柔性材料不能抵抗這兩種內(nèi)力, 那么在橫向荷載作用下索膜組合結(jié)構(gòu)必然發(fā)生較大的豎向位移, 通過形狀的改變將彎矩和剪力轉(zhuǎn)變?yōu)檩S力和面內(nèi)應(yīng)力。因此索組合結(jié)構(gòu)在受荷過程中產(chǎn)生較大的位移是其一個顯著特點。

在索組合屋面承受的荷載中, 風(fēng)荷載一般是起控制作用的, 也是結(jié)構(gòu)及膜材破壞的主要原因之一。這不僅是因為向上的風(fēng)吸力可能會比向下的結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、雪荷載更大, 而且由于索膜組合結(jié)構(gòu)的自重小, 使索膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致動力效應(yīng)與其它結(jié)構(gòu)相比具有明顯的特殊性: 風(fēng)荷載的動力特性不容忽視; 結(jié)構(gòu)的動力特性與結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)有關(guān), 即表現(xiàn)出幾何非線性和物理非線性; 附加在結(jié)構(gòu)上的空氣質(zhì)量是影響結(jié)構(gòu)反應(yīng)的因素之一; 薄膜動力反應(yīng)可能改變結(jié)構(gòu)周圍氣流場, 進(jìn)而發(fā)生結(jié)構(gòu)與氣流耦合的自激性顫振(flu tter); 由于風(fēng)荷載為常遇性動荷載, 在往復(fù)荷載多次循環(huán)后, 薄膜材料在聯(lián)結(jié)處易發(fā)生涂層疲勞、剝落, 進(jìn)而引起膜材老化、撕裂等。

因此,設(shè)計的索膜組合結(jié)構(gòu)在荷載作用下的位移和內(nèi)力應(yīng)能滿足設(shè)計要求, 如位移幅值滿足使用功能要求, 并在人們的心理承受能力以內(nèi); 應(yīng)力幅值應(yīng)滿足膜材的疲勞應(yīng)力限值;結(jié)構(gòu)發(fā)生自激性顫振失穩(wěn)的臨界風(fēng)速應(yīng)高于當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計風(fēng)速等。

首先，應(yīng)力幅值應(yīng)滿足膜材的疲勞應(yīng)力限值。這是指在使用過程中，結(jié)構(gòu)受到的應(yīng)力循環(huán)應(yīng)小于膜材所能承受的最大應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，以確保膜材不會在長期使用下發(fā)生疲勞破壞。如果應(yīng)力幅值超過膜材的疲勞應(yīng)力限值，可能會導(dǎo)致膜材提前失效，影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命。

其次，結(jié)構(gòu)發(fā)生自激性顫振失穩(wěn)的臨界風(fēng)速應(yīng)高于當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計風(fēng)速。自激性顫振失穩(wěn)是指結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的自激振動，如果這種振動的振幅和頻率不斷增加，可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。為了避免這種情況的發(fā)生，結(jié)構(gòu)的自激性顫振失穩(wěn)臨界風(fēng)速應(yīng)高于當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的最大風(fēng)速，以確保結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下能夠保持穩(wěn)定。