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膜结构的典型形状都有哪些呢?


鞍形( saddle shape)

鞍形曲面是典型的互反曲面的形式 ,它由4个不共面的角点和连接角点的边缘构件围合而成。在这 4个角点中 ,一般有两个对角点为高点(HP) ,另两个为低点(LP)。鞍形膜结构的边构件可以是混凝土梁或空间钢桁架 ,即构成所谓的刚性边界 ,也能够用边索 ,经过对其施加较大的预张力构成柔性边界。因为柔性边界能够较好地适应膜面的变形 ,防止膜面在安装和受荷过程中出现褶皱 ,因此较为常用。
 

对于菱形平面的鞍形膜结构 ,可定义跨度L为两对角点间的水平间隔,高点(或低点)与跨中点间的高差f为矢高 。矢跨比(fΠL)是操控鞍形曲面形状的重要参数。矢跨比越大 ,膜面曲率越大 ,结构刚度就越好;一般矢跨比在1Π8~1Π12 之间。鞍形膜结构的适用跨度较小 ,一般都用于膜结构小品中。
 

 

伞形( conical shape)

伞形膜结构也是常见的张拉膜结构方式之一 。这种结构方式的特色在于 ,膜单元的周边相对位置比较低 ,大都固定在刚性边梁或柔性边索上 ;在膜单元的中部设有一个 (或多个) 高点 ,多经过独立柱、飞柱或悬挂环的支承来完成 ;整个膜面呈锥形 。此外为了防止在高点附近的膜材内部应力过大 ,当膜单元跨度较大时 ,一般会在高点和边界支承点之间设置脊索 ,以改变结构内部的传力路径 ,防止膜材呈现应力集中。伞形曲面还能够倒置后应用于工程中。

 

拱支式(arch supported shape)

拱支式膜结构以拱为膜材提供连续的支承点 ,结构平面大都为圆形或近似椭圆形。当跨度较大时 ,常在中间拱与下部边际构件之间安置正交索网 ,。拱支式膜结构大都用于封闭式建筑中。
 

脊谷式(wave shape)

脊谷式膜结构是在两高点之间安置相互平行的脊索 、在两低点之间安置谷索 ,高低相间 ,曲面呈波浪形 ,脊索和谷索之间的膜面构成负高斯曲率曲面。当结构跨度较大或荷载较大时 ,还可在脊索和谷索之间适当安置一些横向的加强索。脊谷式膜结构的结构平面大都呈矩形 。






 

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