膜結(jié)構(gòu)看臺是目前比較流行的遮陽功能建筑,膜結(jié)構(gòu)看臺以其多樣和良好的力學(xué)性能逐漸替代了傳統(tǒng)式的看臺。然而膜結(jié)構(gòu)看臺優(yōu)美的外形離不開設(shè)計師優(yōu)美的力學(xué)設(shè)計和優(yōu)化。以下內(nèi)容就是關(guān)于膜結(jié)構(gòu)看臺需要設(shè)計參數(shù)以及外形優(yōu)化的內(nèi)容。
一、外形需要確定的參數(shù)
當(dāng)
膜結(jié)構(gòu)看臺進(jìn)入施工圖設(shè)計階段時,需要在準(zhǔn)備方案的基礎(chǔ)上確定各項與膜面幾何形狀有關(guān)的參數(shù),具體有:
(1)膜面分布及膜布經(jīng)、緯分布方向;
(2)各找形基準(zhǔn)點的空間坐標(biāo);
(3)傘形膜結(jié)構(gòu)傘頂?shù)木唧w的位置及帽圈的大小;
(4)邊索以及其他與膜面形狀相關(guān)的加強索、脊索和谷索的具體的位置及其相應(yīng)的弧度;
(5)膜面的應(yīng)力分布及大小等。
二、膜結(jié)構(gòu)看臺外形設(shè)計技巧
1、雖然膜結(jié)構(gòu)可以形成大面積的覆蓋空間,從方便膜面加工制作及安裝的角度來看,大覆蓋面積的膜結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆謪^(qū),以減小單片膜面的面積。將膜面分區(qū)的另一個好處是萬一以后發(fā)生膜材撕裂的情況,拆卸修補或更換的操作比較方便。
2、對于復(fù)雜曲面設(shè)計,其膜面是由簡單的曲面組合而成的,對復(fù)雜造型的膜面進(jìn)行分區(qū)時要考慮其曲面變化、排水安排及支撐結(jié)構(gòu)體系等因素。
3、柔性邊界膜結(jié)構(gòu)的找形基準(zhǔn)點,即膜角節(jié)點板的的位置所在,它與膜和支承結(jié)構(gòu)的連接點位置及連接件的尺寸關(guān)系密切,應(yīng)在查看有關(guān)圖紙并經(jīng)現(xiàn)場實際考察后,根據(jù)具體情況而定。
4、傘頂?shù)奈恢糜绊懙侥っ娴男螤?,帽圈的大小直接關(guān)系到傘頂處膜的應(yīng)力大小和膜面焊接制作時的難易程度。為避免膜面應(yīng)力在傘頂處過于集中,防止熱合線過于密集,帽圈的尺寸不易過小。
5、與膜面相連接的索,如邊索、加強索、脊谷索等的弧度不僅影響到膜面的形狀與覆蓋面積,對索的內(nèi)力影響也非常明顯,同時邊索的弧度還影響到膜角點處膜布的寬度及節(jié)點板邊線的夾角。工程應(yīng)用上一般取邊索弧形的矢跨比在1:10左右。
6、膜面的應(yīng)力分布及大小,不僅影響著膜結(jié)構(gòu)看臺外觀的找形,還關(guān)系到結(jié)構(gòu)張成后的剛度,所以確定膜面應(yīng)力時要考慮到所用膜材料的性能、張拉方法及實際張拉的難易程度。
三、膜面外形的優(yōu)化
在確定了與幾何形狀相關(guān)的以上內(nèi)容后,需要重新生成膜面的形狀,并對膜面進(jìn)行荷載態(tài)分析,然后檢查膜面是否有應(yīng)力過于集中、變形過大,以及是否會出現(xiàn)積水積雪等現(xiàn)象,并進(jìn)行必要的修改和優(yōu)化,當(dāng)修改、優(yōu)化的膜面形狀得到建筑師和業(yè)主的確認(rèn)后,才能通報其他工種進(jìn)行協(xié)調(diào)、配合施工。