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张拉式膜结构的形状确定及设计分析

红足一世比分网:红足一世足球直播膜结构编辑:红足一世足球直播网络部发表时间:2018-08-06 16:11:35阅读:
    膜结构以简洁艺术的造型、高强度的膜材料而成为21世纪最具代表性的建筑形式,大跨度建筑中的“引领者”。膜结构的应用需要严格合理的分析,如造型分析、负载分析、现场施工分析等,经过分析后才能呈现独有的膜结构建筑,以优美的造型,简洁、刚与柔、力与美得完美融合,呈现给人们眼前一亮的感觉。今天小编给大家分析一下膜结构的造型确定设计,它到底是如何做到让人耳目一新的呢?

    “找形”是膜结构在造型确定问题上的专业名词,也可称为初始状态的确定。由于膜结构的各个良好特性,让膜结构的造型变的多种多样,从基本的造型构成来,张拉式膜结构可分为由鞍形、帽顶形、拱支形和脊谷形四大基本形态演化而来。深层次的分析这四种基本造型,就能了解所有膜结构的受力及特点,就可以轻易的确定合理的造型了。

    1、鞍形

    鞍形的膜结构形状特点非常明显,由四个不共面的角点和连接角点的边缘构件围合而成,一般为两两对角高和低。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。鞍形膜结构的f/L(矢跨比)为1/8 ~ 1/12之间。通常鞍形膜结构用于景观类建筑。备注: 矢跨比: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。

上海八万人体育场膜结构罩棚就是典型的鞍形
上海八万人体育场膜结构罩棚就是典型的鞍形

    2、帽顶形(伞形)

    帽顶形膜结构又成伞形,是最常见的膜结构造型之一。特点为①高点支撑设计②高点应力释放。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。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。以刚度最大,应力分布最均匀及支反力最小为优化目标,以高跨比、索膜预张力密度比等无量纲量为优化变量,并采用多目标遗传算法求解,为帽顶形膜结构的造型设计提供了具体、明确的依据。

可汗之蓬是帽顶型膜结构的典型代表
可汗之蓬是帽顶型膜结构的典型代表

    3、拱支形

    拱支形膜结构的设计分为供的设计、索网设计。拱的设计:拱的主要受力构件,为膜材提供了连续的支撑点。索网设计:通常在拱与边缘构件之间布有索网,对膜拱支式膜结构多用于封闭式建筑中加强。拱支式膜结构多用于封闭式建筑中,如白龙穹顶,M&G研究实验室。

采用拱支形膜结构穹顶的商场廊道
采用拱支形膜结构穹顶的商场廊道

    4、脊谷形

    脊谷形膜结构的设计分为跨中设计、边跨设计。在跨中设计中需要注意的是排水问题。边跨设计为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。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。脊谷形膜结构实例:丹佛国际机场

美国丹佛机场脊形型膜结构顶棚
美国丹佛机场脊形型膜结构顶棚

    上面总结的张拉式膜结构造型分析,在对比中不难发现,各自造型的优势都非常明显,在实际的运用中不仅要了解这些常识,还需要根据确切的现场情况进行进一步思考分析再选择。如果你需要找专业的膜结构企业,那么大家红足一世足球直播是你最好的选择,大家拥有专业的设计、加工、运输、安装团队为你“保驾护航”,抓紧联系大家吧!
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