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膜結構景觀
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膜結構設計的藝術特點

2020-05-19 17:26:17

膜結構景觀膜結構車棚設計Z突出特點之一就是它形狀的多樣化,張拉膜結構的任意曲面變化,存在著無限的可能性。

膜結構車棚設計自身特點有很多,也很好的滿足于現代化建筑的功能性與實用性。膜結構車棚形態主要是圓球面或圓柱面,相對而言沒有可以選擇的樣式。而張拉膜結構的曲面就可以隨著設計師們的想象力而任意變化。

膜結構在設計分析過程中存在三大問題,即形狀確定問題(找形問題)、荷載分析頭號題和裁剪分析問題。其中,形狀確定問題是Z基本的問題,是后兩個問題分析的基礎。

目前,膜結構的形狀確定問題主要應用的方法包括力密度法、動力松弛法和非線性有限元法。其中,應用Z多,也有效的方法,當屬非線性有限元法。

力密度法是由 Linkwitz 及 Schek 等提出的一種用于索網結構的找形方法,若將膜離散為等代的索網,該方法也可用于膜結構的找形。所謂力密度是指索段的內力與索段長度的比值。把索網或等代的膜結構看成是由索段通過結點相連而成。在找形時,邊界點為約束點,中間點為自由點,通過指定索段的力密度,建立并求解結點的平衡方程,可得各自由結點的坐標,即索網的外形。不同的力密度值,對應不同的外形,當外形符合要求時,由相應的力密度即可求得相應的預應力分布值。

動力松弛法是一種求解非線性問題的數值方法,從二十世紀七十年代開始被應用于索網及膜結構的找形。動力松弛法從空間和時間兩方面將結構體系離散化??臻g上將結構體系離散為單元和結點,并假定其質量集中于結點上。如果在結點上施加激振力,結點將產生振動,由于阻尼的存在,振動將逐步減弱,Z終達到靜力平衡。時間上的離散是針對結點的振動過程而言的。動力松弛法不需要形成結構的總體剛度矩陣,在找形過程中,可修改結構的拓撲和邊界條件,計算可以繼續并得到新的平衡狀態,用于求解給定邊界條件下的平衡曲面。

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