湖南景观PTFE膜结构知识
张拉膜结构是一种构造仅携带元件的张力和无压缩或弯曲。拉伸这一术语不应与张拉整体相混淆,张拉整体是一种具有拉伸和压缩元素的结构形式。张拉膜结构是最常见的薄壳结构类型。大多数张拉膜结构由某种形式的压缩或弯曲元件支撑,例如桅杆,压缩环或梁。
张拉膜结构是最经常用作屋顶,因为它们可以经济地和有吸引力的跨越大的距离。张拉膜膜结构也可以用作完整的建筑物,一些常见的应用是体育设施,仓储和存储建筑物以及展览场地。
在二十世纪后期,张拉膜结构形式只在大型结构中得到了更严格的分析和广泛应用。长期以来,拉伸结构一直用于帐篷中,其中绳索和帐篷杆为织物提供预张力并使其承受负荷。
张拉膜结构的材料特征和力学基本原理膜布是表面涂有涂层的化学纤维织物薄膜。它分为两部分,基层是化学纤维织物,它主要决定的力学特性,提供材料的抗拉强度和抗剪强度等;外层为涂层,主要解决材料的物理特性,提供材料的耐火、耐久性及防水自洁性。由膜布的技术特性决定,它既是结构材料,也是围护材料,是一种能将自由曲线的造型和透明质感有机统一起来的新型建筑结构围护材料。其自重轻,抗拉性好,更适合覆盖大空间建筑。
到了晚上,建筑内部的灯光通过屋顶的薄膜照亮夜空,建筑的外形呈现出梦幻的效果。该结构形式尤其适用于大型体育场馆、公共休闲娱乐场所、展览馆、购物中心等入口走廊。膜张拉结构(Tesioned Membrane Structure)是一种依靠膜本身的张拉应力和支撑杆、拉索共同构成的机构体系。这种张拉膜结构尤其适用于建造城市标志性建筑的屋顶,如体育场馆和娱乐场所,需要具有广告效应的商场、饭店等。交通枢纽是城市命脉中的关键建筑,其使用功能的发挥需要建筑各组成部分的标识清晰。膜结构在建筑中的应用日益广泛。
有限元迭代过程中,单元的应力将发生改变。求得的形状除了要满足平衡外,还希望应力分布均匀,大小合适,以结构具有的刚度。因此,找形过程中还有个曲面病态判别和修改的问题,或者叫形态优化(包括几何形态优化、应力形态优化和刚度形态优化等)。用有限元法找形的软件有澳大利亚FABDES等。经过找形确定的结构初始形状满足了初应力平衡条件并达到预想的形状,但其是否满足使用的要求,还进行荷载效应分析。