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膜结构景观:建筑业时代的新宠

发布时间:2021-04-07
膜结构景观:建筑业时代的新宠

现在很多居住区都有一些水面规划,布置了几处水景;有的是用大广场铺上的石头、大草原,然后布置了几处西式雕塑框架;有的是在居住区内引入不同的景观名称、异域花草等;有的是建在居住区内小区内各种新材料形成的景观膜结构,不仅造型独特,而且方便人们居住。

由于人们对美学和生活环境的高度追求,越来越多的人变得越来越受欢迎。让我们来了解一下建筑业时代的新宠。

以上都是建筑师和开发企业对景观的追求。但是,不得不说,这些追求对社会环境是有利的,但有的是不利的,因为有的虽然增加了相应的成本,却得不到相应的效果,即弊大于利,这也是一种弊病。

膜结构的设计主要包括形状设计、初始平衡形状分析、荷载分析和切口分析。通过造型设计确定建筑平面形状和尺寸、三维造型、净空容积、确定各控制点坐标、结构形式、选择膜材及施工方案。

初始平衡形状分析称为找形分析。由于膜材料本身没有压弯刚度,且主抗剪强度很差,需要通过改变膜面曲率和预应力来提高其刚度和稳定性。对于膜结构,任何时候都不存在无应力状态,因此膜面形状必须满足一定边界条件和预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和剪切分析。目前膜结构找形分析的主要方法有动力松弛法、力密度法和有限元法。

膜结构一般考虑风荷载和雪荷载。因此,有必要准确计算材料变形时的应力分布。荷载分析的另一个目的是确定索膜的初始预张力。在外载荷作用下,一个方向的应力增大,另一个方向的应力减小,这就要求初始拉应力的大小应保证在最不利的载荷作用下,应力不减至零,即不起皱。由于膜材料比较软,固有频率很低,在风荷载作用下很容易产生风振,导致膜材料的破坏。如果初始预应力过高,膜材的涂层会增加,膜材容易老化,强度储备小,受力构件的强度要求也高,增加了施工安装的难度。

因此,初始预应力应通过荷载计算确定。找形分析形成的结构通常是三维不可展空间曲面。如何通过切割和拉伸二维材料来形成所需的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的问题,也是切割分析的主要内容。