建筑方案设计。钢、膜结构设计师根据业主提供建筑平面图、周边环境以及所需功能,对整体结构进行设计,确保为业主提供经济合理的初步设计方案。找形分析。1992年建成的日本熊本公园体育馆以及1993年的美国丹佛国际机场候机大厅等。反吊膜使用的氟碳纤维膜是没有结构刚度的,需要在控制点坐标确定后,给出合理的预应力值及其分布,以保证膜面的曲面形状。预应力的大小和分布需要根据多方面条件反复调整,终确定,此过程叫找形分析。荷载分析。污水池加盖反吊膜需要考虑风载和雪载,保证膜面在荷载下不出现拉斯变形。而荷载分析需要用几何非线性法计算结构变形和应力分布,根据数据选择材料,保证反吊膜结构经济安全。
景观膜结构建筑作为一种新型的建筑形式,因膜材具有重量轻、造型富于变化、透光、隔热等特性而被广大的建筑师所喜爱,被认为21世纪“绿色建筑”的宠儿。在中国建筑市场膜结构有很大的潜在市场,而且目前这个市场在急剧的扩张中!有以下原因:随着中国经济的发展,人们对建筑的需求已不仅仅停留在其建筑功能本身,而是对建筑的审美要求越来越高,膜结构恰好能满足人的这种需求。这一阶段的费用主要是膜结构设计费,设计费包括方案策划,一般占整个安装费用的5%-20%不等。景观膜结构建筑的大特点之一就是能充分展现建筑师的创意。能够实现其他建筑材料所不能达到的效果。
膜结构的设计也迥异于传统结构。柔性的膜材的是仅当赋予的是适当的预张力的时才具有确定的形状和抵抗外荷载的刚度,才是真正的是成为“结构”的,因此初始形态分析在膜结构设计中具有基本意义。裁剪分析是膜结构设计中又一个特殊问题:膜结构的曲面形状一般来说是不可展的,裁剪分析就是要求在平面膜材上合理放样,以尽可能地拟合空间曲面上的相应条块。加了改善其功能可在涂层外再加一层面层,聚偏氟乙烯(PVF)或聚偏二氟乙烯(PVDF)。而且,膜结构的初始形态分析和裁剪分析不仅是单纯的力学问题或技术问题;其初始形态分析与建筑造型密不可分,而膜材拼缝构成的图案经常是重要的室内装饰手段和表现内部空间的有力工具。所以膜结构的设计从一开始就要求建筑师与结构工程师紧密配合、相互协作。事实上,这种新颖体系的建筑方案和结构方案是统一的整体,应当是结合在一起同时进行并完成的。
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