南昌膜結構介紹張拉膜形狀的不定性
張拉膜結構靈活多樣的結構造型和合理的受力形式,使其與傳統(tǒng)結構形成鮮明對比,根據(jù)預應力大小及比例不同改變其初始形狀的性質更是令其獲得眾多設計師的青睞。
張拉膜形狀多彩變化突出地表現(xiàn)各國歷年的博覽會上。在博覽會上，建筑造型要求很高，不但要保證造型的獨特美觀還要注意成本，因為博覽會的時間是有限的，大大小的展覽館，多數(shù)以新穎奇特造型引來觀眾目光.例如1985年：在日本茨城縣，國際科學技術博覽會的入口就是五顏六色的膜結構拱形大門。在眾多的展覽館展廳尤為奪目。又如美國館：以桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以中央塔架懸吊25個尖頂帳篷反射宛如燃燒的火焰。在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現(xiàn)了用膜材構成形式各異的建筑小品，蔚為大觀。
就形狀而言，對建筑師說來是至關重要的。采用一般結構的建筑物，其形狀往往是先由建筑師確定。膜結構則不同，首先它的變形比一般結構要大一些，其次它的形狀是在施工過程中逐步形成的，有一個形狀確定的問題，需要結構工程師的參與。要確定在初始荷載下結構的初始形狀，即結構體系在膜自重（有時還有索）與預應力作用下的平衡位置。在初步設計階段，先按建筑要求設定大致的幾何外形，然后對膜面施加預應力使之承受張力，其形狀也相應改變，經(jīng)過不斷調整預應力，最后就可得到理想的幾何外形和應力分布狀態(tài)。
結構中的索網(wǎng)與膜結構一樣也有形狀確定問題，象1968年蒙特利爾博覽會的德國館和1972年慕尼黑奧運會主體育場都有特殊的形狀需要確定，當時只有借助于縮尺模型來解決。早期的膜結構也往往采用這個方法，材料從最簡單的肥皂膜，一直到織物或鋼絲。由于在小比例模型上測量的差尚不足以保證曲面幾何形的正確性，故對足尺的建筑外形只能起參考作用。但這還不失為一種有效的手段，能為設計者提供一個直觀的形象。隨著計算機技術的不斷進步，膜結構的形狀就更多地依靠計算機來確定。在膜結構設計理論中還出現(xiàn)了專門的研究課題——“找形”。為了尋求合理的幾何外形，這個過程通過計算機的幾次迭代，就可確定膜結構的初始形狀。
膜結構設計打破了傳統(tǒng)的“先建筑、后結構”做法，一般情況下，建筑與結構設計的緊密結合，在設計過程中，建筑師和結構工程師要坐在一起來計算確定建筑物的形狀，并進行精密的計算分析。這時，所設計建筑物的平面形狀、立面要求、支點設置、材料類型和預應力大小都將成為互相制約的因素，一個完美的設計也就是上述矛盾統(tǒng)一的結果。
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