探索張拉膜結構建筑設計中的靈魂

發(fā)布時間：2019-10-18

來源：上海示一膜結構

點擊：

我們常說設計是建筑的靈魂，發(fā)揮無限想象，通過別具一格獨特新奇的設計理念往往能給我們帶來的是驚喜。而設計和膜結構完美組合的產(chǎn)物是一個一個美輪美奐的膜結構建筑，讓人嘆為觀止！

張拉膜結構的設計,由于其自身的特點不同于一般傳統(tǒng)結構形式，技術上必須經(jīng)過如下四個步驟：
1 建筑方案設計，建筑師根據(jù)業(yè)主的意圖、功能要求、環(huán)境條件等初步確定建筑的平面形狀尺寸、空間形式及三維造型、凈空體量等，基本確定各控制點的坐標?？紤]經(jīng)濟和施工工藝等技術條件，與膜結構工程師、業(yè)主及施工技術人員等一起確定經(jīng)濟合理的初步設計方案。

2 找形分析，預應力值及對于索膜結構而言，在沒有施加預應力之前，是沒有結構剛度的，也就是說膜結構任何時候不存在無應力狀態(tài)。由于膜材料本身沒有抗彎剛度，其曲面形狀與預應力值的大小和分布是一一對應的，因此在控制點坐標確定后，給定一合理的預應力值及其分布，才能確定合適的膜曲面形狀。預應力值的大小與分布是需根據(jù)多方面的條件進行反復調整后綜合確定的，這個過程叫做找形分析。此過程與方案設計過程往往密不可分，往往需反復調整方可即滿足建筑形狀的要求又保證結構的經(jīng)濟合理及安全可靠。
3 荷載分析，膜結構的控制荷載通常是風載和雪載。在荷載作用下膜結構的變形較大，因此精確計算結構的變形和應力分布要用幾何非線性的方法進行。根據(jù)不同工況下計算出的索、膜、梁、桿等結構構件中的內力分布的最不利節(jié)點做法及構造措施等。因此，經(jīng)濟安全的索膜建筑必須經(jīng)過仔細的內力分析后才能完成，不是憑經(jīng)驗拍腦袋就能確定得了的。荷載分析的另一目的是檢驗確定索、膜中初始預應力，一般來說在找形分析時先根據(jù)經(jīng)驗假定一預應力值及其分布，然后經(jīng)荷載分析來判定其合理性，即預應力的大小與分布應使在最不利工況下必須滿足使用要求、整體和局部位移要求及排水功能等要求。

4 剪裁分析，剪裁分析就是在預應力狀態(tài)下的曲面形體上尋求合理的裁剪線位置及其分布，然后按照一定的方法將三維曲面展開為二維平面。為物盡其用，一般要按照膜材料幅寬進行裁剪，但要兼顧到膜曲面曲率變化情況。由于膜材料具有雙向異性性質，故裁剪線的布置要與計算時所設定的膜材經(jīng)緯向一致，才能保證計算結果與實際相符。膜材料的裁剪下料通常是在無應力狀態(tài)下進行的，如何在預應力的形體上進行無應力狀態(tài)下的裁剪分析，國內外學者都已進行了較為深入的研究，提出了諸如幾何法、最小二乘法、動態(tài)規(guī)劃法與平面熱應力原理相結合的有限單元法等多種方法。

張拉膜結構建筑的簡約性使其不能隱藏任何設計缺陷，張力的松弛或是不連續(xù)都會被充分暴露出來，而且會導致膜面褶皺及變形，降低了結構的使用壽命。膜結構的所有構件都是完全可見的。它是一種獨特的結構，在設計時要仔細權衡，任何構件的設計都不能隨意修改，因為修改任一構件都將影響整個結構的幾何形狀以及頂應力的平衡。因此，建筑師只有全面深入地了解張拉膜結構體系才能創(chuàng)作出優(yōu)秀作品。

原文整理來自上海示一膜結構有限公司
轉載請注明

中文字幕日韩欧美|欧美一区二区三区影院|无码精品久久久久电影|国产伦理久久精品久久久久|久久99亚洲秘精品久久频|国产精品福利在线一区二区|91麻豆国产极品在线观看洋子|欧美日韩国产综合一区二区久久

探索張拉膜結構建筑設計中的靈魂