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時間:2019-08-14   作者:億博源   已閱讀: 148次

    膜造型中結構支撐體系不變,因施加的預應力大小、比例不同而會有多種膜面形狀,甚至有些造型不可實施,所形成的建筑室間視覺觀感也會大不相同。這個問題在第2章中的基本造型單元中有說明。

    通常膜結構找形施加的預應力是各向同性的。相同的空間張拉錨點,由于預應力的不同,膜表面形狀會有不同,如四角鞍形膜面邊索控制25kN時因膜面預應力變化而形狀變化的頂視圖和側視圖。過小的預應力會浪費材料的性能儲備,降低膜面的穩定,產生褶皺的幾率加大。

    膜結構形狀不僅又僅由所受經向或緯向的絕對值決定,更重要的是受局部經向和緯向應力的比率的影響。在數值化的找形分析過程中,經向和緯向預應力被施加到單獨的膜單元上,膜面的變化是由特定的預應力和當前幾何形狀表示的函數關系,這種變形效應會在尋找種平衡形式的過程中隨著幾何形狀的改變而不斷地更新。

      新找形 分析的過程也可能檢測出來物理上不可能達到平衡狀態的- 系列預應力對應“形式”,在此情況下不會得到穩定的結果,計算機程序會從理論上確定出問題的區域。

      顯示出不同邊界幾何條件對形狀的影響和不同預應力比例條件下對形狀的影響。圖中的比例為膜表面預應力經向和緯向的比例。

      此結構本身是一個簡單的圓錐形膜結構,并且圖中由上到下排列頂環的半徑是逐漸擴大的。經向被定義為連接上下兩環的最短連線。隨著上部頂環的直徑減小,需要更大的經向應力來維持膜結構的形狀。當所需的應力不足時,膜結構的形式在物理上是不成立的,會出現左上所示崩潰的現象。這一過程中在數值模型上等效為試圖用根大頭針挑起片肥皂泡的中心,勢必會導致膜材的崩潰。

      由上述例子可以認識到: 膜建筑方案必須考慮結構支撐形式和預應力水平。實質上膜造型方案也必須同時是膜結構體系方案,方案起始于“膜結構”的初步思考。膜結構建筑師必須對索膜結構體系有較深刻的理解,明了體系的工作原理,熟悉體系構成,在索膜建筑設計中綜合考慮。



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