膜结构

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支承结构膜结构的皂膜试验

发布时间:2018-07-10 10:04作者:膜结构公司浏览量:

    膜结构的设计核心在于控制结构的边界条件以及支承结构的几何形状,从而找到满足设计要求的最佳膜面形态。与传统建筑设计相比,膜结构建筑设计是一个多专业间的相互协调过程。为了得到满足功能要求的最简约设计,必须要与其他工程师紧密合作。轻型设计学科始于20世纪50年代FreiOtto的皂膜试验。自适应找形是他创建的新设计学派的基本概念。他提出的极小曲面理论开创了现代设计的先河。基于这种理论,对于特定边界条件得到的表面积最小,从而耗能最少。这类膜建筑的主要结构特点是预应力在整个结构中均匀分布。平面边界内的极小曲面是平面。然而只要膜表面或边界上有一点不在这个平面内,得到的极小曲面上的每一点都会具有双曲率。
 
 
    双曲面可以是正高斯曲率的(比如充气式结构),也可是负高斯曲率的(比如预应力)。负高斯曲面的正、负曲率半径之和为零。
 
 
    当负高斯膜面为折减面(reducedsurfaces)时,膜材用量最少。由于结构性能的高效性,可以通过膜面形状的大变形来重新分布局部集中荷载,而不会使该区域的膜面应力显著增加。这些特性使成为轻型结构,即它在具有多变造型的同时,既能够有效地承载又可保持外观简洁。这是建筑常常被认为具有震撼力美感的原因之一。
 
 
    张拉膜结构式索体系由膜体(膜材)、张拉索(边索、谷索、脊索和拉地索)、支承结构、锚固体系及各部分之间的连接节点等组成。
 
 
    膜材是由高强度的织物基材加上聚合物涂层构成的复合材料。膜材根据基材和表面涂层的不同,一般分为三大类:A种膜材(玻璃纤维基材、PTFE涂层)、B种膜材(玻璃纤维基材、硅酮涂层)、C种膜材(聚酯长丝基材、PVC涂层)。其中A种膜材多用于美洲和日本,C种膜材在欧洲较为常见,而B种膜材由于其自身性能等原因很少采用。
 
 
    常见中所用的索有钢丝等。根据索所处的位置和功能的不同可将索分为边索、谷索、脊索和拉地索。
 
 
    都是支承在一定的结构体系上。根据支承条件不同可将索支承体系分为三大类:刚性支承体系、柔性支承体系和混合支承体系。由于靠结构内的预应力来形成建筑的造型,故对支承结构的安装精度要求较高。在吊装前,须根据和设计要求对支承结构进行复测,并做复测纪录。
 
 
    膜结构属于自平衡体系的索,其索和膜的预应力是由边界结构构件来承受的,而非自平衡结构是通过抗拉锚固体系传递抵抗索拉应力效应的。抗拉锚固体系可分为以下几类:重力锚固体系、抗拔桩锚固体系、阻力锚固体系(板式、蘑菇式、挡土墙式)、摩擦锚固体系和岩石锚固体系等。