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空間張力膜建筑體系及其基本單元
2015/7/20    來源:www.mxmctxkw.cn    作者:www.mjgw.org 中國膜結構網
空間張力膜建筑體系及其基本單元 
 空間張力膜建筑體系的基本單元為雙曲拋物面單元(鞍型單元)和類錐型懸鏈面單元(帳篷單元)。現代膜工程的開 
 拓者德國建筑師奧托早期用試驗方法把皂泡膜原理應用到膜面結構找形分析中,皂泡中任一點對任意軸的拉應力都相 
 等,也就是等應力極小曲面。現代計算機軟件可直接完成空間曲面結構找形分析。 
 2.1雙曲拋物面單元(鞍型單元) 
 膜篷基本單元為正方形或棱形的膜布(膜布周邊設約束邊索),兩對角點的高差由設計確定,當對四角張拉時即可找 
 出雙曲拋物面的空間形體,俗稱鞍型膜面單元。 
 世界著名的伯戴爾膜工程公司的入口雨篷是一個稍有變異的鞍型膜面單元。鞍型單元構成的屋蓋易于排水,投影下的 
 建筑空間可充分利用。澳大利亞某休養地中心庭園是用鞍型膜面群建造的遮陽篷,庭園內先豎起等距的鋼桅桿,用鋼 
 索定位桅桿后張拉鞍型膜面群,中間張拉力相互平衡,周邊由鋼索將拉力傳至地錨上。    建筑師利用鞍型膜單元的 
 組合可設計出豐富多彩的建筑形體與空間。德國的一個展覽館庭園內的圓形膜篷是由六個鞍型膜單元環狀拼合,中心 
 設環索,單元膜的外角用桅桿頂起,單元膜拼和的角用鋼索拉在地錨上。 
    
 2.2類錐型懸鏈面單元(帳篷膜單元)  
    
 類錐型懸鏈面單元是由懸鏈線繞中心軸旋轉圍合而成的空間曲面,俗稱帳篷膜單元。帳篷是人類早期用獸皮(膜)以 
 最經濟的材料構筑的建筑空間, 現代索膜結構延用并發展了它的構筑模式。帳篷膜    單元中心支撐桿掛起吊環,膜 
 布嵌固于環上,周邊 用定位桿和地錨索固定于地面或建筑的環梁上。與 鞍型膜面相比帳篷膜易筑成封閉的空間,帳篷 
 膜單 元更易組合成群峰膜建筑。此外,支撐膜頂的吊環    改用建在室外的桅桿與鋼索吊起,室內則為便于使 用的空 
 曠大空間。 
 索膜建筑與傳統剛性建筑相比易變形,在風作 用下會出現顫動,因此帳篷膜頂的吊環,無論是室內頂起或是室外掛起, 
 都應設計成允許位移的構件。 帳篷膜頂的吊環上應有防水頂帽,頂帽通常又設計 成通風罩。 
 美國加州某教堂,高度12m,跨度26m,是一 棟典型的帳篷膜結構建筑。為使內部空間完整,它采用三支反曲拱架替代 
 中心支撐桿。它的平面設計 巧妙地把教堂功能需求與帳篷膜外周底部的錨拉相結合,地錨分別設在三支反曲拱腳與兩 
 拱間的外沿    角平分線上。帳篷膜的高聳立面造型與天國及上帝的理念相符,內部透入和諧的日光,曲線膜面與頂 
 部的通風窗促使底部進入的新鮮空氣自然導流。 
 美國新丹佛國際機場候機樓的屋蓋是由17對帳篷膜單元組成,寬67m,長274m,覆蓋面積約1.8萬m2。其帳篷膜單元的 
 頂帽做法,能夠使其在風力作用下,允許膜頂擺動。候機樓內因保溫、隔熱和吸音的要求,篷膜材為雙層,間距60cm  
 候機樓的周邊是玻璃幕墻,幕墻和屋頂膜結構之間用連續的充氣膠管做軟連接。新丹佛機場所處環境氣候惡劣又是地 
 震區,近IO年的使用,表明了索膜建筑具有良好抵御災害能力。 
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