南昌膜结构介绍张拉膜形状的不定性

　　南昌膜结构介绍张拉膜形状的不定性

　　张拉膜结构灵活多样的结构造型和合理的受力形式,使其与传统结构形成鲜明对比,根据预应力大小及比例不同改变其初始形状的性质更是令其获得众多设计师的青睐。

　　张拉膜形状多彩变化突出地表现各国历年的博览会上。在博览会上，建筑造型要求很高，不但要保证造型的独特美观还要注意成本，因为博览会的时间是有限的，大大小的展览馆，多数以新颖奇特造型引来观众目光.例如1985年：在日本茨城县，国际科学技术博览会的入口就是五颜六色的膜结构拱形大门。在众多的展览馆展厅尤为夺目。又如美国馆：以桅杆悬挂银白色的屋面。电力馆以中央塔架悬吊25个尖顶帐篷反射宛如燃烧的火焰。在候车亭、电话亭、走廊、厕所上也都出现了用膜材构成形式各异的建筑小品，蔚为大观。

　　就形状而言，对建筑师说来是至关重要的。采用一般结构的建筑物，其形状往往是先由建筑师确定。膜结构则不同，首先它的变形比一般结构要大一些，其次它的形状是在施工过程中逐步形成的，有一个形状确定的问题，需要结构工程师的参与。要确定在初始荷载下结构的初始形状，即结构体系在膜自重（有时还有索）与预应力作用下的平衡位置。在初步设计阶段，先按建筑要求设定大致的几何外形，然后对膜面施加预应力使之承受张力，其形状也相应改变，经过不断调整预应力，最后就可得到理想的几何外形和应力分布状态。

　　结构中的索网与膜结构一样也有形状确定问题，象1968年蒙特利尔博览会的德国馆和1972年慕尼黑奥运会主体育场都有特殊的形状需要确定，当时只有借助于缩尺模型来解决。早期的膜结构也往往采用这个方法，材料从最简单的肥皂膜，一直到织物或钢丝。由于在小比例模型上测量的差尚不足以保证曲面几何形的正确性，故对足尺的建筑外形只能起参考作用。但这还不失为一种有效的手段，能为设计者提供一个直观的形象。随着计算机技术的不断进步，膜结构的形状就更多地依靠计算机来确定。在膜结构设计理论中还出现了专门的研究课题——“找形”。为了寻求合理的几何外形，这个过程通过计算机的几次迭代，就可确定膜结构的初始形状。

　　膜结构设计打破了传统的“先建筑、后结构”做法，一般情况下，建筑与结构设计的紧密结合，在设计过程中，建筑师和结构工程师要坐在一起来计算确定建筑物的形状，并进行精密的计算分析。这时，所设计建筑物的平面形状、立面要求、支点设置、材料类型和预应力大小都将成为互相制约的因素，一个完美的设计也就是上述矛盾统一的结果。

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