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張拉膜結構

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圓形張拉膜結構

圖形張拉膜結構作為一種建築體係所具有的特性主要取決於其獨特的形態及膜材本身的性能。恰由於此,用膜結構可以創造出傳統建築體係無法實現的設計方案。

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一、主要特性
圖形張拉膜結構作為一種建築體係所具有的特性主要取決於其獨特的形態及膜材本身的性能。恰由於此,用膜結構可以創造出傳統建築體係無法實現的設計方案。
1、 輕質:張力結構自重小的原因在於它依靠預應力形態而非材料來保持結構的穩定性。從而使其自重比傳統建築結構的小得多,但卻具有良好的穩定性。建築師可以利用其輕質大跨的特點設計和組織結構細部構件,將其輕盈和穩定的結構特性有機地統一起來。
2、 透光性:透光性是現代膜結構最被廣泛認可的特性之一。膜材的透光性可以為建築提供所需的照度,這對於建築節能十分重要。對於一些要求光照多且亮度高的商業建築等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用,膜材透光性可為建築設計提供更大的美學創作空間。夜晚,透光性將膜結構變成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基層纖維、塗層及其顏色所決定的。標準膜材的光譜透射比在10%~20%之間,有的膜材的光譜透射比可以達到40%,而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過塗層的顏色或是麵層顏色來調節。
通過膜材和透光保溫材料的適當組合,可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射隻有幾個百分點,膜屋麵對於人眼來說依然是發亮和透光的,具有輕型屋麵的觀感。
3、柔性:張拉膜結構不是剛性的,其在風荷載或雪荷載的作用下會產生變形。膜結構通過變形來適應外荷載,在此過程中荷載作用方向上的膜麵曲率半徑會減小,直至能更有效抵抗該荷載。
圖形張拉膜結構可使建築師設計出各種張力自平衡、複雜且生動的空間形式。在一天內隨著光線的變化,雕塑般的膜結構通過光與影而呈現出不同的形態。日出和日落時,低入射角度的光線將突現屋頂的曲率和浮雕效果,太陽位於遠地點時,膜結構的流線型邊界在地麵上投入彎彎曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性,經過設計的人工燈光也可使膜結構成為光的雕塑。
膜結構在方案階段需要考慮的問題有:
1、預張力的大小及張拉方式;
2、根據控製荷載來確定膜片的大小和索的布置方式;
3、考慮膜麵及其固定件的形狀以避免積水(雪);
4、關鍵節點的設計,以避免應力集中;
5、考慮膜材的運輸和吊裝;
6、耐久性與防火考慮。
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