日期:2016-04-20
1、负高斯曲面或双曲鞍形面:
经过机械办法在膜面内沿着其鸿沟施加预应力而得到的张力平衡且安稳的形状。
2、正高斯曲面或双曲球形面:
经过在膜面法向上效果气压力或水压力而得到的平衡且安稳的形状,这类构造又可分为气承式和气枕式两类。
当一个物体遭到四个以上不在同一平面内的拉力效果,且它们能构成平衡力系时,该物体就能仅在拉力效果下于三维空间内保持安稳。经过这一准则能够断定张力薄膜构造的安稳形状。
负高斯双曲面的正负曲率之和为零。
双曲膜构造是依托形状而非资料来承载的,依据这一准则断定的膜面形状能以起码的资料掩盖最大的修建面积。
张拉膜面本身又是膜构造的首要构件,其平衡由膜带或索等制成的加劲边来保持,加劲边的空间方位由支承构件及悬挂构件断定。为了掩盖较大面积而不添加不必要的重量,尾面可用一组膜片来构成。
规划师能够经过改动表里支承的安置来得到很多负高斯双曲面。进行归纳规划时要同时思考修建和构造两方面的要素。在规划过程中,支承构件的安置和尺度以及膜面的形状应与所需掩盖空间的跨度和接受的荷载相联系。这么,经过逐步规划终究得到最优的修建计划。
工程中常用的仅仅一些典型的负高斯曲面,本来能够选用的曲面方法是多种多样的。
负高斯曲率的张力膜构造
规划膜屋面形状的根本办法有两种:第一种办法是经过表里支承和鸿沟条件的自在设置得到全部修建构造的张力自平衡接连曲面,根据该办法能够规划出共同的修建环境;第二种办法是经过规范双曲面单元的展开和组合来取得较大的掩盖面。
最根本的负高斯曲面构造是高低点距离安置、用直线或曲线相连接而成的四点鞍形曲面。以四点鞍形曲面的一个高点或低点为中心,将多个鞍形曲面按放射状摆放,可构成一个星形构造,将其按线性摆放可构成高低点距离安置的构造形状。这些仅仅将根本单元进行重复或部分切开等多种安置办法从而得到曲面的两个示例。
与规范的重复拓展不一样,自在曲面膜构造是动态和接连的,便其独具魅力。它们可由几个支承点和一些简略单元构成,也能够是更为杂乱的方法。它们能够是对称的,也能够在恣意鸿沟内构成。自在曲面膜构造的构件重复率较低,功用更为杂乱,需求愈加精密的规划。从惯例修建视点看,膜构造的修建方法灵敏且修建空间杂乱多样。
膜面的形状也与修建的尺度有关。张拉膜构造需求足够大的修建尺度来构成其双曲面。高低支承点所需的高差非与构造的跨度、预应力水平以及支承反力的大小有关。
修建的跨度不一样对其形状请求也不一样,例如四点鞍形曲面是跨度在15~20m之间最轻质高效的构造方法之一。将它应用于大跨度修建,则会使构造高度和支承反力过大,而且无法完结其作为遮蔽物的修建功用。大跨度薄膜构造需求有内部梁、桅杆等承支构件或外部悬吊的脊索、谷索、环索等内部线型构造。更大规划的修建也可选用顶部圆形支承环,此刻为了确保膜面以及传力道路的接连性,其直径与修建的跨度之比不能过小。
修建规划计划要使其构造、外观形状以及经济性的多方面要素与其功用相适应。依据极小曲面原理,修建师和工程师应理解最简略的计划通常最有效。
正高斯曲率膜构造靠膜面表里的气体或液体构成的压力差成形、正高斯曲率、施加预应力和保持安稳。膜面内力与其曲率成份额,曲率半径越大,内力越大。依照流体静力学原理构成的构造是天然界中最的效的荷载分配系统,比方水滴和活细胞就显示出这么的特性,静水压力跟着高度而逐步增大,从而构成曲率半径接连改变的形状。另外,天然大气中的气枕式充气构造能够认为是均匀受力的。