膜結(jié)構(gòu)的典型形式有哪些?
在我們的日常生活中膜結(jié)構(gòu)的形態(tài)是各種各樣的,其中典型的的是四種結(jié)構(gòu),分別是氨形、傘形拱支式和脊谷式,下面小編為為大*詳細(xì)介紹:
1.鞍形(saddle shape)
鞍形曲面由四個不共面的角點和連接角點的邊緣構(gòu)件圍合而成,是典型的互反曲面形式。在這四個角點中,通常有兩個對角點為高點(HP),另兩個為低點(LP)。鞍形膜結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件可以是混凝土梁或空間鋼桁架,即形成所謂的剛性邊界;也可以采用邊索,通過對其施加較大的預(yù)張力形成柔性邊界。由于柔性邊界可以較好地適應(yīng)膜面的變形,避免膜面在安裝和受荷過程中出現(xiàn)褶皺,因而較為常用。
對于菱形平面的鞍形膜結(jié)構(gòu),可定義兩對角點間的水平距離 L 為跨度,高點(或低點)與跨中點間的高差f 為矢高,f / L為矢跨比(如圖 4b所示)。矢跨比是控制鞍形曲面形狀的重要參數(shù)。矢跨比越大,膜面曲率越大,結(jié)構(gòu)剛度就越好;通常矢跨比在 1/ 8~1/ 12之間。
鞍形膜結(jié)構(gòu)的適用跨度較小,一般多用于膜結(jié)構(gòu)小品中。
2.傘形(conical shape)
傘形膜結(jié)構(gòu)也是常見的張拉膜結(jié)構(gòu)形式之一。這種結(jié)構(gòu)形式的特點在于,膜單元的周邊相對位置較低,多固定在剛性邊梁或柔性邊索上;在膜單元的中部設(shè)有一個或多個高點,多通過*柱、飛柱或懸掛環(huán)的支承來實現(xiàn);整個膜面呈錐形(如圖 5 所示)。為了避免在高點附近的膜材內(nèi)部應(yīng)力過大,當(dāng)膜單元跨度較大時,可在高點和邊界支承點之間設(shè)置脊索,以改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳力路徑,避免膜材出現(xiàn)應(yīng)力集中。傘形曲面還可以倒置應(yīng)用于工程中。
3.拱支式(arch supported shape)
拱支式膜結(jié)構(gòu)以拱為膜材提供連續(xù)的支承點,結(jié)構(gòu)平面多為圓形或近似橢圓形。當(dāng)跨度較大時,常在中間拱與下部邊緣構(gòu)件之間布置正交索網(wǎng)。拱支式膜結(jié)構(gòu)多用于封閉式建筑中,如加拿大加爾格里的林賽公園體育中心(Li ndsay Park Sport s Cent er)就是典型的拱支式膜結(jié)構(gòu)。
4.脊谷式(wave shape)
脊谷式膜結(jié)構(gòu)是在兩高點之間布置相互平行的脊索、在兩低點之間布置谷索,高低相間,曲面呈波浪形;脊索和谷索之間的膜面形成負(fù)高斯曲率曲面。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或荷載較大時,還可在脊索和谷索之間適當(dāng)布置一些橫向的加強(qiáng)索。脊谷式膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面多呈矩形,美*的丹佛*際機(jī)場和加拿大的 Canada Place等,都是典型的脊谷式膜建筑。
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