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膜結構景觀:建筑業時代的新寵

發布時間:2021-04-07
膜結構景觀:建筑業時代的新寵

現在很多居住區都有一些水面規劃,布置了幾處水景;有的是用大廣場鋪上的石頭、大草原,然后布置了幾處西式雕塑框架;有的是在居住區內引入不同的景觀名稱、異域花草等;有的是建在居住區內小區內各種新材料形成的景觀膜結構,不僅造型獨特,而且方便人們居住。

由于人們對美學和生活環境的高度追求,越來越多的人變得越來越受歡迎。讓我們來了解一下建筑業時代的新寵。

以上都是建筑師和開發企業對景觀的追求。但是,不得不說,這些追求對社會環境是有利的,但有的是不利的,因為有的雖然增加了相應的成本,卻得不到相應的效果,即弊大于利,這也是一種弊病。

膜結構的設計主要包括形狀設計、初始平衡形狀分析、荷載分析和切口分析。通過造型設計確定建筑平面形狀和尺寸、三維造型、凈空容積、確定各控制點坐標、結構形式、選擇膜材及施工方案。

初始平衡形狀分析稱為找形分析。由于膜材料本身沒有壓彎剛度,且主抗剪強度很差,需要通過改變膜面曲率和預應力來提高其剛度和穩定性。對于膜結構,任何時候都不存在無應力狀態,因此膜面形狀必須滿足一定邊界條件和預應力條件下的力學平衡,并以此為基準進行荷載分析和剪切分析。目前膜結構找形分析的主要方法有動力松弛法、力密度法和有限元法。

膜結構一般考慮風荷載和雪荷載。因此,有必要準確計算材料變形時的應力分布。荷載分析的另一個目的是確定索膜的初始預張力。在外載荷作用下,一個方向的應力增大,另一個方向的應力減小,這就要求初始拉應力的大小應保證在最不利的載荷作用下,應力不減至零,即不起皺。由于膜材料比較軟,固有頻率很低,在風荷載作用下很容易產生風振,導致膜材料的破壞。如果初始預應力過高,膜材的涂層會增加,膜材容易老化,強度儲備小,受力構件的強度要求也高,增加了施工安裝的難度。

因此,初始預應力應通過荷載計算確定。找形分析形成的結構通常是三維不可展空間曲面。如何通過切割和拉伸二維材料來形成所需的三維空間曲面,是整個膜結構工程中最關鍵的問題,也是切割分析的主要內容。

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