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膜结构建筑风格独特,艺术性强,具有浓厚的现代气息,力学特性好,光学热学性能优

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常见膜结构的4种形态

作者:临朐艺景膜结构工程有限公司  时间:2019-05-17 14:49:13 膜结构 膜结构 点击数:

      从空间结构知识来看,由于是膜结构建筑这类的形态是多种多样的,为了满足各种不同场地中的需求,分别有四种基本形状提供,由鞍形、伞形、拱支式和脊谷式共4种,满足了膜结构形式的构成型和力学上的分配点,增进了膜结构建筑上形与力方面的知识,也认知了这种演变模式。

      1、鞍形

      鞍形曲面由四个不共面的角点和连接角点的边缘构件围合而成,是典型的互反曲面形式。在这四个角点中,通常有两个对角点为高点(HP),另两个为低点(LP)。鞍形膜结构的边缘构件可以是混凝土梁或空间钢桁架,即形成所谓的刚性边界;也可以采用边索,通过对其施加较大的预张力形成柔性边界。由于柔性边界可以较好地适应膜面的变形,避免膜面在安装和受荷过程中出现褶皱,因而较为常用。

      对于菱形平面的鞍形膜结构,可定义两对角点间的水平距离L为跨度,高点(或低点)与跨中点间的高差f为矢高,f/L为矢跨比。矢跨比是控制鞍形曲面形状的重要参数。矢跨比越大,膜面曲率越大,结构刚度就越好;通常矢跨比在1/8~1/12之间。鞍形膜结构的适用跨度较小,一般多用于膜结构小品中。

      2、伞形

      伞形膜结构也是常见的张拉膜结构形式之一。这种结构形式的特点在于,膜单元的周边相对位置较低,多固定在刚性边梁或柔性边索上;在膜单元的中部设有一个或多个高点,多通过独立柱、飞柱或悬挂环的支承来实现;整个膜面呈锥形。为了避免在高点附近的膜材内部应力过大,当膜单元跨度较大时,可在高点和边界支承点之间设置脊索,以改变结构内部的传力路径,避免膜材出现应力集中。伞形曲面还可以倒置应用于工程中。

      3、拱支式

      拱支式膜结构以拱为膜材提供连续的支承点,结构平面多为圆形或近似椭圆形。当跨度较大时,常在中间拱与下部边缘构件之间布置正交索网。

      4、脊谷式

      脊谷式膜结构是在两高点之间布置相互平行的脊索、在两低点之间布置谷索,高低相间,曲面呈波浪形;脊索和谷索之间的膜面形成负高斯曲率曲面。当结构跨度较大或荷载较大时,还可在脊索和谷索之间适当布置一些横向的加强索。脊谷式膜结构的结构平面多呈矩形。

      由以上4种基本形状的造型,透露出膜结构工程上始终会遵循一个原则,也就是能完好的设计出膜结构形状的个性化,且也不受任何的影响,还可把握到各种独立设计,经过对膜结构形态的认知,可以制造各种新颖膜结构造型。

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