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简述景观中膜结构的找形方法

发布时间:2020-11-04 10:48:50人气:1030

西宁景观膜结构形状多变,是具有表现力的建筑形态。在广场、公园都有着广泛应用。那么景观膜结构如何找形呢?接下来我们共同来了解一下。

据了解,膜结构景观的膜结构找形分析方法可以分为三大类∶几何分析法、物理模型法和力学方法。由于张力膜结构变化灵活,形体复杂,几何分析法只能针对一些相当简单的外形。早期的膜结构研究者为了获得膜结构的几何形体,也采用了许多实验的方法,即物理模型方法。

其一利用皂膜比拟,主要形成越小的表面面积;其二利用伸缩纤维布或橡胶型材料来确定形体,直接量测物理模型的三元坐标来获得结构的几何形体。物理模型方法可以获得曲面的质感和面感,但不易反应各边界条件的制约,而且测定的时间长、造价高,量测手段存在着较大的随机因素。

第三类方法即力学方法,该法具有节省时间、易进行图形修改和完善的优点,是目前确定膜结构景观初始几何形体的主要方法。膜结构是通过垂直结构表面的大变形的来维持平衡并承受荷载的,对几何改变相当敏锐。

因此,原则上说结构初始几何尺寸须通过一些考虑平衡的方法确定。对于没有这样考虑而确定的初始几何尺寸,在实际分析中整个结构未能够保持正定。所以力学方法是一种适应性比较广的方法,目前比较成熟的力学模型方法主要力密度法、较小膜面积法、动力松弛法等。其中力密度法的认识如下:

力密度法现已成为膜结构景观找形分析中的主要方法,在德国越为盛行,近年来,有学者把测地线和半测地线用于膜结构的裁剪分析中,与力密度法完好的结合起来,开发出了膜结构从找形分析到裁剪分析全过程有机结合的交互式辅助设计程序包。

利用力密度法能立时求出在预应力态时索网结构的任意外形的空间坐标。通过选择所预期的杆内力与杆长之比(即力密度)作为一个任意的案网结构力的平衡方程中的已知值,就可得到关于节点坐标的线性方程组。求出节点的坐标,便能立时生成所欲分析结构的几何外形,同时,便能求出节点的位移以及索元的内力。这个方程避免了膜结构景观初始坐标问题和非线性系统的收敛问题。


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