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索膜结构的构成及膜面的形状
作者:膜结构公司    发布于:2013-03-06 09:58:48    文字:【】【】【
摘要: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。因此,膜结构的选型主要包括膜面形状的确定和膜结构支承体系的选择。
1  膜结构的构成
    膜结构体系由膜面、边索和脊索、谷索、支承结构、锚固系统,以及各部分之间的连接节点等组成.
    膜结构的所有构件都是完全可见的。它是一种独特的结构,在设计时要仔细权衡,任何构件的设计都不能随意修改,因为修改任何一件都将影响整个结构的几何形状以及预应力的平衡。膜图3-1  膜结构体系示意系统结构建筑的性能使其不能隐藏 任何设计缺陷,张力的松弛或是不连续都会被充分暴露出来,而且会导致膜面褶皱及变形, 降低结构的使用寿命。
    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。因此,膜结构的选型主要包括膜面形状的确定和膜结构支承体系的选择。
2  膜面的形状
    膜面是指经张拉并安装就位于支承结构上的膜材。由于膜材本身没有刚度,必须通过施加预应力保证刚度,依靠膜材的形状改变来抵抗外荷载。如果大面积的膜面是平坦曲面,对风致“颤振”比较敏感,在风荷载、雪荷载作用下曲面变形较大,积雪、积水均会对膜面造成损坏,甚至能引起结构的坍塌。因此,膜面必须是具有一定曲率的双曲面。膜面曲率半径越大,膜面内力也越大,荷载引起的膜面应力增加越小,膜面应力越小导致结构自重越小,闲此膜面的曲率保证了膜结构的稳定性和刚度。
    膜面的双曲面可以是负高斯曲率的,如预应力张拉膜结构;也可以是正高斯曲率的,如充气式结构。
    负高斯曲面:通过机械方式在膜面内沿着其边界施加预应力而得到的张力平衡且稳定的形态;正高斯曲面或双曲球形面:通过在膜面法向上作用气压力而得到的平衡且稳定的形态,这类结构又可分成气承式和气枕式两类
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