张拉膜的结构空间形态 ,张拉膜结构的基本形态有鞍面、锥面、拱承面、波形面等。这些基本形态除了上迷的张拉膜结构共同的空间特点之外还有着不同的空间形态特点。鞍形而张拉膜结构的高点和低点都在膜面周边,空间形态流畅开放,中央区域高度适中,空间利用率较高。锥形面高点在膜面中间,低点在周围,空间形态比较内聚。由于膜面中部升起较高,_且空间越向上越狭小,相对来说其内部空间不容易被充分利用,拱承张拉膜膜面中央拱承部分较高,然后向两边逐渐降低,当多个拱承膜面组合在一起时所形成的内部空间比较容易被充分的利用,波形面张拉膜脊谷索交替排列,内部空间也高低起伏,一般来说脊索和谷索间隔距离不会太大,波形部分空间很难被利用。 从上述的分析中我们发现,虽然张拉膜结构的结构厚度是所有结构形式中最小的,只有薄薄的一层膜的厚度,但是整个膜面结构的高度却比一般的结构来的大(这里的膜面结构高度指的是膜面结构的最低点至级高点的长度)。这是由于张拉腆结构的膜面曲率越大,获得同样刚度所需要的预应力越小.结构越稳定。为了减少膜面内部应力,增加结构的稳定性.张拉膜结构必须保持合适的膜面曲率。锥形张拉膜.单元顶高度与平面跨度之比一般大于1:5,小于1:1鞍形面要中央平坦区城的曲面曲率大于3%。
过大的结构高度会造成空间和材料的浪费,建筑供热制冷空调通风的过重荷载,建筑维护费用的上升.因此张拉膜建筑的结构设计要特别关注如何使结构的形态与建筑的空间要求相契合,建筑的空间除了满足使用功能对内部空间提出的要求外还要满足人们对建筑空间提出的精神需求,如空间气氛、意境、心理舒适度和其他美学要求。张拉膜结构所援盖的空间与建筑物的使用空间和美学空间越接近,空间的使用效率越高,维护费用越低,这是降低建筑物全寿命周期费用,取得最大效益的重要途径。 张拉膜结构可以通过以下方式达到结构形态与建筑空间要求的契合。 张拉膜高点构造和造型设计 商点的结构要求 高点是在张拉膜结构中的重要节点,它是力量的汇聚点。在高点部位,较少的膜面材料需要承受较大的张力,如果高点结构很小的话薄膜就有可能披破坏,因此需要扩大支承结构和膜面的接触面,常用的方式有两种。使用伞状骨架结构支承高点。在这种高点形式下膜面是连续的,高点只是让膜面产生了
轻微的起伏变化。高点形式是刚性圆环构件。圆环构件周边与薄膜连接,支承结构与圆环构件宜接连接或者通过缆索悬挂联系. 结合采光通风 张拉膜结构的高点还可以与采光和通风功能结合设计。在高点处安装透明材料,引入直射光线。光线从顶部倾泻下来,令入产生置身哥歌特教堂中的那种向上奔腾之感。高点还是腆结构建筑进行热压通风的极好部位。热空气上升从高点位置排出,新鲜的空气从建筑低处被吸进建筑内部,如此形成空气循环,如丹佛国际机场。在伦教斯坦福德码头练合设施的改造工程中,膜结构底高点位置还设置了机械通风设施,以加快在火灾情况下的通风速度。 造型地位 张拉膜结构的高点是视觉上的焦点。结构中的关键点历来是建筑表现的重点。如同在古典建筑中圆拱结构上的券顶石总是被精心处理,它的大小与拱券上的其他石材不同,还常常臂雕刻成特殊的造型或留案,它的形象影响到人们对整个拱券的印象。同样在张拉膜结构中高点也具有相同的重要性,它是外部造型和内部.’9间的最高处,建筑天际线上的转折点,是索膜结构中最能引起人们关注的部位之一。因此高点除了它在结构上的意.义以外,还要担负起重要的视觉功能。一个设计精巧的高点造型能为建筑增添许多视觉信息,为参观者提供兴趣点:而粗糙的高点设计将使整个结构的魅力大打折扣。