膜结构外观形式

膜结构外观形式

膜结构的外观形式有很多，一般以基本构成来分析[2]，主要分为鞍形、伞形、拱支承式和脊谷式（6）。

1.2.1马鞍形

由四个异面的角点和边缘构件连接处的四个角点围合而成，仅适用于小跨度建筑，其膜结构的边缘构件可分为刚性构件和柔性构件，刚性构件采用的是空间钢桁架或混凝土梁，柔性构件更多采用的是钢索，采用柔性构件能够更好的适应膜材表面的变形，避免膜材在安装和使用过程中出现褶皱，因而柔性构件较为常用。

1.2.2伞形

整个膜面呈伞状，中部较高，边缘处较低，一般会在中部位置设置悬挂环、独立柱或飞柱，而膜边缘固定于边梁上，当建筑结构跨度较大时，还可以在中部高点与边界支承点之间连接钢索，能够更好地降低中部应力，避免应力集中。

1.2.3拱支承形

结构多为圆形或椭圆形等拱的形式，当下部的边缘构件和中间拱直接设置有正交索网时还能用于大跨度建筑，在封闭式建筑中较为常见。

1.2.4脊谷式

整体由四个支承点组成，分别在两低点和两高点直接布置钢索，低点处的钢索称为谷索，高点处的钢索称为脊索，整个膜面呈脊谷形，当结构承受荷载较大或跨度较大时，可在脊索和谷索之间添加几根横向的加强索，能够很好的提高结构的稳定性。

1.3膜结构常见找形方法[7]

20世纪60年代前，常用的索膜结构的找形方法是德国工程师FreiOtto提出的物理模型法—皂泡模型法、丝网模型法，使用此方法建造的比较典型的建筑有建于1972年的德国慕尼黑奥林匹克体育馆（TheMunichOlympicStadium,Germany,1972）和建于1967年的加拿大蒙特利尔博览会的德国馆（GermanPavilion,Canada,1967）。随着计算机技术和有限元方法的发展，各种层出不穷的膜结构找形方法开始以数值的形式出现。针对目前设计应用状况，目前最实用的方法主要有动力松弛法（DynamicRelaxationMethod）、非线性有限元法（NonlinearDisplacementAnalysisMethod）和力密度法（ForceDensity）。常见的几种膜结构设计软件（表1）。

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