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    張拉膜結構的設計核心是什么

    來源:www.hnhijoy.com.cn 發布時間:2021/8/27 15:01:58
    張拉膜結構建筑的形狀由張力平衡條件決定,從這個角度而言,它符合自然界中的結構原理,是一種自然結構。殼體結構的外形遵循壓力的傳遞路徑,從而在很大程度上可以避免彎曲內力的產生。本期帶大家了解張拉膜結構的設計核心是什么。
    張拉膜結構建筑的設計核心在于控制結構的邊界條件以及支承結構的幾何形狀,從而找到滿足設計要求的膜面形態。與傳統建筑設計相比,張拉膜結構建筑設計是一個多專 業間的相互協調過程。為了得到滿足功能要求的最簡約設計,建筑師必須要與其他工程師緊密合作。
    輕型張拉膜結構設計學科始于20世紀50年代Frei Otto的皂膜試驗。自適應找形是他創建的新設計學派的基本概念。他提出的“極小曲面”理論開創了現代張拉膜結構設計的先河?;谶@種理論,對于特定邊界條件得到的膜結構表面積小,從而耗能最少。這類張拉膜建筑的主要結構特點是預應力在整個結構中均勻分布。
    以極小曲面為目標的自適應找形是輕利薄膜建筑的基礎。
    平面邊界內的極小曲面是平面。然而只要膜表面或邊界上有一點不在這個平面內,得到的極小曲面上的每一點都會具有雙曲率。
    雙曲面可以是正高斯曲率的(比如充氣式結構),也可是負高斯曲率的(比如預應力張拉膜結構)。負高斯曲面的正、負曲率半徑之和為零。
    當負高斯膜面為折減面(reducedsurfaces)時,膜材用量最少。由于結構性能的高效性,膜結構可以通過膜面形狀的大變形來重新分布局部集中荷載,而不會使該區域的膜面應力顯著增加。這些特性使膜結構成為輕型結構,即它在具有多變造型的同時,既能夠有效地承載又可保持外觀簡潔。這是張拉膜結構建筑常常被認為具有震撼力美感的原因之一。
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