主營業(yè)務(wù):攸縣【膜結(jié)構(gòu)景觀,廣場張拉膜景觀,景區(qū)膜結(jié)構(gòu),公園膜結(jié)構(gòu)】【休閑廣場景觀,小區(qū)膜結(jié)構(gòu)景觀,張拉膜景觀】【植物園拉膜亭,動物界膜結(jié)構(gòu)遮陽棚,張拉膜景觀】【膜結(jié)構(gòu)小品,膜結(jié)構(gòu)小傘,飛燕膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)】【園林小品、大門景觀棚,景觀遮陽棚、怡然亭、膜結(jié)構(gòu)涼亭、膜結(jié)構(gòu)小傘、冒頂膜結(jié)構(gòu)、連帽景觀、高低膜景觀】聯(lián)系方式18236782488
膜結(jié)構(gòu)找形原則
1、 膜結(jié)構(gòu)找形的重要性
膜結(jié)構(gòu)找形是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的起始步驟,在這一過程中,需要綜合考慮建筑的平面、立面要求和建筑功能,以及下部支承條件等因素來確定符合邊界條件和力學(xué)平衡要求的曲面形狀。實(shí)際上膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)的“先建筑,后結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)方式,要求建筑師和結(jié)構(gòu)師在方案建議階段便緊密結(jié)合在一起,共同確定建筑物的外形。
從力學(xué)的角度來看,膜結(jié)構(gòu)的找形問題可以歸結(jié)為求解空間曲面的初始平衡問題。這一問題包含了如下幾個(gè)重要參數(shù):
(1)結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系;
?。?)體力和面力;
?。?)結(jié)構(gòu)幾何形狀;
?。?)幾何邊界條件;
?。?)初始預(yù)張力的大小和分布。
其中,結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系是指不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接關(guān)系,在計(jì)算機(jī)有限元模型中,也可以將其理解為結(jié)構(gòu)單元之間的連接關(guān)系。體力和面力是指結(jié)構(gòu)自重和外荷載,在找形階段外荷載通常為零。結(jié)構(gòu)幾何形狀是找形階段所要求解的,一般屬于未知量。幾何邊界條件和初始預(yù)張力通常由結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)建筑條件和施工條件等因素來綜合確定,是找形階段的主要自變量??梢哉f,找形就是尋求以上諸多因素的平衡點(diǎn)。
2、膜結(jié)構(gòu)找形注意事項(xiàng)
?。?)曲面的彎曲應(yīng)在兩個(gè)方向上互反,即應(yīng)為負(fù)高斯曲面。張力膜結(jié)構(gòu)受風(fēng)壓力和風(fēng)吸力作用,利用方向互反的曲面,可以使膜面在兩個(gè)方向上相互制約,有效傳遞外荷載;
(2)避免出現(xiàn)大面積的扁平區(qū)域。曲面上出現(xiàn)大面積的扁平區(qū)域,意味著曲面的自然剛度低,承受豎向荷載的能力弱,容易積水或積雪;為了增加扁平區(qū)域曲面的剛度,需要給曲面施加非常大的預(yù)應(yīng)力,這就會導(dǎo)致作用于邊界構(gòu)件上的力很大,甚至無法實(shí)施;、
?。?)曲面上的高低起伏宜平緩,避免出現(xiàn)“尖角”。曲率變化過于劇烈會導(dǎo)致應(yīng)力集中;
?。?)合理確定支承點(diǎn)的位置,以保證膜面具有較大的曲率。沿膜主曲率方向的拱高與弦長之比宜大于1:20;
(5)在條件許可的條件下,宜優(yōu)先選擇柔性邊緣構(gòu)件(索)和活動式連接方法(如桅桿頂部采用浮動式帽圈、節(jié)點(diǎn)用鉸接連接構(gòu)造),以適應(yīng)變形、保證膜內(nèi)應(yīng)力盡可能均勻,避免在荷載作用下膜材出現(xiàn)應(yīng)力集中或褶皺;
?。?)對于比較重要的膜結(jié)構(gòu),應(yīng)在膜材之外布置適當(dāng)數(shù)量的附加拉索對主要支承構(gòu)件進(jìn)行固定,以保證結(jié)構(gòu)不會因膜材的破損而倒塌;
?。?)支承結(jié)構(gòu)的布置還要考慮具體的施工過程、二次張拉和膜材更換等問題;
(8)單片膜的跨度不宜超過15米,覆蓋面積不宜超過400米;如果超過此限值,應(yīng)適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)索;
?。?)預(yù)張力的大小需要預(yù)期的形狀和設(shè)計(jì)荷載來確定。在設(shè)計(jì)荷載的作用下,應(yīng)保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有維持曲面形狀的拉應(yīng)力值。預(yù)張力過小會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載的作用下出現(xiàn)較大的振動;預(yù)張力過大又會給支承結(jié)構(gòu)(包括基礎(chǔ))的設(shè)計(jì)和施工張拉帶來困難。通常對于PVC膜材,預(yù)張力水平為1~3kN/m,對于PTFE膜材,預(yù)張力水平為3~6kN/m。
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