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膜結構形態有哪幾種？分別有哪些特點特征？

時間:2019-03-26 01:43:14 瀏覽數：

膜結構的形態是多種多樣的。從其基本構成來看，絕大多數是由傘形、脊谷式、鞍形和拱支式這四種基本形狀演變而來的。深入剖析這四種典型結構形式的曲面構成和力學特點，有助于增進對膜結構中形與力的認識。
1.傘形（conical shape）
傘形膜結構也是常見的張拉膜結構形式之一。這種結構形式的特點在于，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；在膜單元的中部設有一個或多個高點，多通過獨立柱、飛柱或懸掛環的支承來實現；整個膜面呈錐形。為了避免在高點附近的膜材內部應力過大，當膜單元跨度較大時，可在高點和邊界支承點之間設置脊索，以改變結構內部的傳力路徑，避免膜材出現應力集中。傘形曲面還可以倒置應用于工程中。
傘形膜結構

2.脊谷式（wave shape）
脊谷式膜結構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高斯曲率曲面。當結構跨度較大或荷載較大時，還可在脊索和谷索之間適當布置一些橫向的加強索。脊谷式膜結構的結構平面多呈矩形。美國的丹佛國際機場和加拿大的 Canada Place等，都是典型的脊谷式膜建筑。

3．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)。鞍形膜結構的邊緣構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張力形成柔性邊界。由于柔性邊界可以較好地適應膜面的變形，避免膜面在安裝和受荷過程中出現褶皺，因而較為常用。
對于菱形平面的鞍形膜結構，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。矢跨比是控制鞍形曲面形狀的重要參數。矢跨比越大，膜面曲率越大，結構剛度就越好；通常矢跨比在 1/ 8～1/ 12之間。
鞍形膜結構的適用跨度較小，一般多用于膜結構小品中。

4.拱支式（arch supported shape）
拱支式膜結構以拱為膜材提供連續的支承點，結構平面多為圓形或近似橢圓形。當跨度較大時，常在中間拱與下部邊緣構件之間布置正交索網。拱支式膜結構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(Lindsay Park Sport s Center)就是典型的拱支式膜結構。
盡管上述四種基本形式的造型各不相同，但都遵循一個原則，即要通過剛性支承構件或連接件在膜面內形成一系列的高點和低點；這正是互反曲面的基本特征，即互反曲面的邊界不會位于同一平面內。把握了這一原則，在實際設計中就可以根據支承構件的形式（桅桿、拱或吊環）及其對膜的支承方式（點支承或線支承），來選取適當的膜結構造型形式。
拱支式膜結構

以上四種基本形式僅僅是為了加深理解所作的一種簡單歸納，實際膜結構的形狀遠非如此簡單，甚至可以說是鮮有雷同；即便是這四種基本形式本身也可以有多種多樣的變形。在實際設計時，切不可以拘泥于其中，而應把握膜結構自然、流暢的精髓，創造出更多的新穎、別致的膜結構作品。
膜結構的四種形態就介紹到這里，大家如果有膜結構方面的問題或工程要做，都可以咨詢萬豪膜結構公司哦，國內一流膜結構企業萬豪定能給你一個滿意的答復。

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