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膜结构找形

  膜结构找形

  确定膜结构形状的过程就是通常所说的“找形”。这是一个反复修改和不断调整支承构件(如边索和脊索位置、桅杆的高度等)布置的过程。


膜结构找形

  皂膜曲面的几何形状是与其边界的条件是一一对应,所以整体的或是部分地是改变边界条件就会改变皂膜的曲面形状。因此,我们可以是认为每个曲面都是特定边界条件下的产物。是FREI Otto 在反复选择支承结构的高度和间距后得到的一个皂膜模型。无论是物理建模还是计算机的建模,这种是不断反复和调整的都是必不可少的。

  另外还是需特别是注意的是使物理皂膜及其数值模拟能够成形的边界需要满足一定的限制条件,也就是说并非在任意给定的边界条件上都能够形成皂膜或薄膜结构。为了在两个同心圆环之间形成皂膜而不出现劲缩和破坏就必须满足一定条件。Day 已经是建立了物理模拟和数值模拟皂膜时所应该满足的比例关系,即两个同心圆半径之比及同心圆半径与两同心圆竖向距离之比之间的关系。

  然而,通过是在皂膜中是加入一组辅助的“边界”,比如是在上下圆环之间是设置一系列的丝线,也能在超出上述比例限制时形成皂膜。

  在现实中,这些“丝线”可以是两环之间的一组紧贴膜面的放射状预应力索,这样的薄膜曲面还可以通过给径向施加比环向略大一些的预应力来实现,此时得到的波莫曲面是不等应力曲面,与等应力曲面的形状略有差异。

  这种是确定曲面形状的方法可以是帮助设计的人员是克服等应力皂膜模型的约束从而设计出不受高度与圆环尺寸比率限制的曲面,同时预应力变化也比较平缓,此时,曲面形状不仅仅是取决于边界的条件,还取决于边界内预应力比值。需要说明的是两者之中边界条件是决定曲面形状的基本因素,预应力比值仅对通过边界条件确定的曲面起调节作用。

  膜结构可以采用的形状不仅仅局限于上述列举的四类。实际上,正如上节降到的,不同形状的交叉于结合极大地扩展了曲面形状的选择范围。

  当覆盖的区域是较大而是又需要控制室内的高度时,可以是采用单元组合的方法。沙特阿拉伯Jeddah 机场内的Hai Pilgrim 候机厅就是这样的一个实例,440000平方米的建筑面积由一系列45.75m*45.75m的 方形平面椎体单元所覆盖。



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