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設(shè)計(jì)在景觀張拉膜中的作用

發(fā)布時(shí)間:2019-03-27
來源:上海示一膜結(jié)構(gòu)
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社會發(fā)展離不開城市建設(shè),各種高樓大廈、建筑物的興起快的感覺就像是一瞬間的事情?,F(xiàn)在很多景觀建筑都會采用膜結(jié)構(gòu),除了外觀上好看以外,膜結(jié)構(gòu)的使用壽命也很長。每一個景觀膜結(jié)構(gòu)建筑的背后都是設(shè)計(jì)師們靈魂的創(chuàng)作,接下來我們來講講張拉膜的設(shè)計(jì)。
張拉膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),由于其自身的特點(diǎn)不同于一般傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,技術(shù)上必須經(jīng)過如下四個步驟:



一、 建筑方案設(shè)計(jì)(Architecture design),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(diǎn)的坐標(biāo)??紤]經(jīng)濟(jì)和施工工藝等技術(shù)條件,與膜結(jié)構(gòu)工程師、業(yè)主及施工技術(shù)人員等一起確定經(jīng)濟(jì)合理的初步設(shè)計(jì)方案。
二、 找形分析(Form-finding), 預(yù)應(yīng)力值及對于索膜結(jié)構(gòu)而言,在沒有施加預(yù)應(yīng)力之前,是沒有結(jié)構(gòu)剛度的,也就是說膜結(jié)構(gòu)任何時(shí)候不存在無應(yīng)力狀態(tài)。由于膜材料本身沒有抗彎剛度,其曲面形狀與預(yù)應(yīng)力值的大小和分布是一一對應(yīng)的,因此在控制點(diǎn)坐標(biāo)確定后,給定一合理的預(yù)應(yīng)力值及其分布,才能確定合適的膜曲面形狀。預(yù)應(yīng)力值的大小與分布是需根據(jù)多方面的條件進(jìn)行反復(fù)調(diào)整后綜合確定的,這個過程叫做找形分析。此過程與方案設(shè)計(jì)過程往往密不可分,往往需反復(fù)調(diào)整方可即滿足建筑形狀的要求又保證結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理及安全可靠。



三、 荷載分析(Load-analysis),膜結(jié)構(gòu)的控制荷載通常是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜結(jié)構(gòu)的變形較大,因此精確計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布要用幾何非線性的方法進(jìn)行。根據(jù)不同工況下計(jì)算出的索、膜、梁、桿等結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的內(nèi)力分布的最不利節(jié)點(diǎn)做法及構(gòu)造措施等。因此,經(jīng)濟(jì)安全的索膜建筑必須經(jīng)過仔細(xì)的內(nèi)力分析后才能完成,不是憑經(jīng)驗(yàn)拍腦袋就能確定得了的。荷載分析的另一目的是檢驗(yàn)確定索、膜中初始預(yù)應(yīng)力,一般來說在找形分析時(shí)先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定一預(yù)應(yīng)力值及其分布,然后經(jīng)荷載分析來判定其合理性,即預(yù)應(yīng)力的大小與分布應(yīng)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。
四、剪裁分析(Patterning or Cutting),剪裁分析就是在預(yù)應(yīng)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(jìn)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(zhì),故裁剪線的布置要與計(jì)算時(shí)所設(shè)定的膜材經(jīng)緯向一致,才能保證計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相符。膜材料的裁剪下料通常是在無應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行的,如何在預(yù)應(yīng)力的形體上進(jìn)行無應(yīng)力狀態(tài)下的裁剪分析,國內(nèi)外學(xué)者都已進(jìn)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(yīng)力原理相結(jié)合的有限單元法等多種方法。



張拉膜結(jié)構(gòu)建筑的簡約性使其不能隱藏任何設(shè)計(jì)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(dǎo)致膜面褶皺及變形,降低了結(jié)構(gòu)的使用壽命。膜結(jié)構(gòu)的所有構(gòu)件都是完全可見的。它是一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)時(shí)要仔細(xì)權(quán)衡,任何構(gòu)件的設(shè)計(jì)都不能隨意修改,因?yàn)樾薷娜我粯?gòu)件都將影 響整個結(jié)構(gòu)的幾何形狀以及頂應(yīng)力的平衡。










原文整理來自上海示一膜結(jié)構(gòu)有限公司
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