張拉膜結(jié)構(gòu)概述

張拉膜結(jié)構(gòu)概述

張拉膜結(jié)構(gòu)整體是通過桅桿等支撐構(gòu)件提供吊點(diǎn)，并在周邊設(shè)置錨固點(diǎn)，然后進(jìn)行預(yù)拉形成穩(wěn)定體系，它是索膜建筑的代表，也是被應(yīng)用更多的一種結(jié)構(gòu)形式，具有高度的形狀可塑性和結(jié)構(gòu)柔韌性。

在張拉膜結(jié)構(gòu)中，薄膜做為主體受力構(gòu)件，通過施加預(yù)拉力使膜材具有一定的剛度以承受荷載。膜結(jié)構(gòu)懸掛于桅桿或剛性支架(如格構(gòu)拱等)等支承結(jié)構(gòu)下部，其曲面一般多為簡(jiǎn)單的鞍形曲面或傘形曲面。由于膜材不能承受過大的預(yù)應(yīng)力，因此張拉膜結(jié)構(gòu)形式多用于中小跨度結(jié)構(gòu)中；如果用于大型建筑，需通過多個(gè)相同或各種不同的單元體進(jìn)行組合以構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)，例如山東威海體育館的挑篷膜結(jié)構(gòu)就是由多個(gè)單傘結(jié)構(gòu)組成。 

張拉膜結(jié)構(gòu)按其表面形狀可分為：錐形(傘形)，馬鞍形，拱支承形，脊谷式。大部分張拉膜都是以馬鞍形為基礎(chǔ)的。型形狀受力明確：向下的雪荷由“承重紗線”所承擔(dān)；風(fēng)載作用下的吸力由“穩(wěn)定紗線”承受。膜面的幾何形狀不是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)所定義的表面，而是需要在一預(yù)定的邊界支承系統(tǒng)中通過其內(nèi)部預(yù)應(yīng)力平衡所確定。其物理特征與皂膜相似：在邊界系統(tǒng)中，皂膜的幾何形狀僅能在皂膜分子之間存在張拉平衡的情況下形成。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)膜結(jié)構(gòu)的形狀時(shí)，應(yīng)包含選擇一套邊界條件，因?yàn)檫吔鐥l件影響了所有連接膜和給膜提供支承的單元的部署，例如：脊索和谷索、柱子、拱和梁等等。

因?yàn)閺埨そY(jié)構(gòu)的膜面一般為負(fù)高斯曲面，所以它體形豐富、自然流暢、曲面柔美，倍受建筑師們的青睞。但這種結(jié)構(gòu)體系受力分析復(fù)雜，對(duì)施工精度要求高，因此，其設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制作及施工工藝難度都較大。