1996年,上海陆家嘴中央绿地公园建成了一个膜结构小品,自此景观张拉膜结构这一采用特殊织物材料的建筑类型才引起公众和建筑结构人士的关注。
在1996-1999年,短短三年时间先后建成了影响力较大的大型景观张拉膜结构建筑,比较具有代表性的由上海八万人体育场、青岛颐中体育场和杭州游泳馆。
景观张拉膜结构的形态是表面张力结构体系更为重要的要素,形态的好坏直接决定了体系的成立与否,是结构设计的初步工作。
膜材不具有抗压、抗弯的能力,只具有抗拉能力,因此表面张力结构必须充分利用结构曲面空间形态以及预张紧力来维持自身稳定并抵抗外部作用。
形态找寻的方法有力密度法、动力松弛法及非线性有限元法,形态找寻有两个基本原则:1.必须是马鞍面;2.尽量避免扁平区域;3.找形后膜面初始应力应尽量均匀。
通过找形分析,确定膜面的初始形态和初始张拉应力。
景观张拉膜结构膜面的外形必须具有抵抗双向外力的能力,当抵抗向下的自重及雨水荷载时,则A向的膜材提供抗拉能力,景观膜结构,当出现向上的风荷载力时,B向的膜材提供抗拉能力,这种双向互反曲面就是一种理想表面张力的曲面,该曲面在数学上称为负高斯曲面,在日常生活中称为马鞍面。
在景观张拉膜结构设计中,要求建筑与结构在方案阶段就紧密配合,找寻到一种即满足建筑造型效果又满足结构力学平衡要求的马鞍山形态
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