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發布時間:2020-12-19 07:07  
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水立方”即中國國家游泳中心,是大的膜結構工程,也是一個完全由膜結構來進行全封閉的大型公共建筑。2003年7月,“水立方”的設計方案確定,12月正式奠基,經過近5年的建設,終建設完成。
建成之后的“水立方”是一個177米X177米的方形建筑,高31米,建設規模約8萬平方米,其中突出的設計便是膜結構氣枕。整個建筑在鋼結構的內外表面分別布置有氣枕,即屋面和墻面均為雙層充氣膜結構系統。另外的還是與建筑施工設計的有關,結構的合理的受力的是均勻的,也會是大大的是延長了膜結構的一個的壽命。形狀不規則、大小不一的氣枕按照一定的規律排布在屋面和墻面的內外表面上。安裝成功的氣枕可以通過事先安裝在鋼架上的充氣管線充氣變成“氣泡”,整個充氣過程由電腦智能監控,并根據當時的氣壓、光照等條件使得“氣泡”保持狀態。
膜結構的設計也迥異于傳統結構。柔性的膜材的是僅當賦予的是適當的預張力的時才具有確定的形狀和抵抗外荷載的剛度,才是真正的是成為“結構”的,因此初始形態分析在膜結構設計中具有基本意義。裁剪分析是膜結構設計中又一個特殊問題:膜結構的曲面形狀一般來說是不可展的,裁剪分析就是要求在平面膜材上合理放樣,以盡可能地擬合空間曲面上的相應條塊。當膜結構在平衡位置附近出現變形時,可產生兩種回復力:一個是由幾何變形引起的。而且,膜結構的初始形態分析和裁剪分析不僅是單純的力學問題或技術問題;其初始形態分析與建筑造型密不可分,而膜材拼縫構成的圖案經常是重要的室內裝飾手段和表現內部空間的有力工具。所以膜結構的設計從一開始就要求建筑師與結構工程師緊密配合、相互協作。事實上,這種新穎體系的建筑方案和結構方案是統一的整體,應當是結合在一起同時進行并完成的。
以前的裁剪的方法都是無法的是給出曲面任一點處的曲率。而本軟件的是因為采用的是曲面膜的單元,所以是可以的是得到每個單元的曲率的。如果是相鄰單元曲率的是相差很大的,說明是在這個的位置,曲面的扭曲的很嚴重,如果裁剪縫在此處不切斷重新開始,那么裁剪膜塊的邊界在此處就會有很大的弧形。從相鄰單元曲率的變化趨勢,可以判斷出測地線的大致走向。膜結構工程是一項復雜的工作,包括方案設計,設備選取,材料選擇,施工安裝,后期維護等等。 是找形分析的過程中的平面的網格劃分的時,就要是考慮的是到膜材料的幅寬的。盡量的是使一塊膜布中包含的膜單元是完整的,否則的還是要是通過插值的計算確定是膜塊邊界點的位置。如果邊界比較平直,可以考慮用一個膜塊的長邊作為這條邊界。否則只能用多個膜塊的短邊拼接成這條邊界。
要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統結構為了減小結構的變形就必須增加結構的抗力;而膜結構是通過改變形狀來分散荷載,從而獲得小內力增長的。以前的是老式的停車棚的所已經是被淘汰的,因為它的使用的年限少,而且是遮風擋雨的效果是并不好的。當膜結構在平衡位置附近出現變形時,可產生兩種回復力:一個是由幾何變形引起的;另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個膜片具有良好的剛度,就應盡量形成負高斯曲面,即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”。