索膜結構作為一種建筑體系,其特點主要取決于其獨特的形狀和膜材料本身的性能。正因為如此,膜結構可以創造出傳統建筑體系無法實現的設計方案。
?、? 重量輕:受拉結構自重小的原因是,它取決于預應力的形式,而不是維持結構穩定性的材料。因此,它的重量比傳統建筑結構小得多,但穩定性好。建筑師可以利用其輕型和大跨度的特點來設計和組織結構細節,并將其輕型和穩定的結構特點有機地統一起來。
2.透光率:透光率是現代膜結構最廣泛認可的特征之一。建筑材料的透光性對于建筑節能非常重要。對于一些需要更多光線和高亮度的商業建筑來說,這一點尤為重要。通過對自然光和人工光的綜合利用,膜材料的透光性可以為建筑設計提供更大的審美創造空間。在夜間,半透明將膜結構變成一個光的雕塑。
膜材料的透光率由其基纖維、涂層和顏色決定。
標準膜材料的光譜透過率在10%~20%之間。一些膜材料的光譜透射率可以達到40%,而另一些膜材料是不透明的。薄膜材料的透光率和光色的選擇可以通過涂層或表面層的顏色進行調整。
保溫材料與多層保溫材料的組合可以使保溫材料具有適當的透光率。即使光譜透射率只有幾個百分點,膜室對人眼來說仍然是明亮透明的,有著光屋頂的外觀。
3.柔性:張拉膜結構不是剛性的,
在風荷載或雪荷載作用下會發生變形。膜結構通過變形來適應外部荷載。在這個過程中,膜表面在荷載作用方向上的曲率半徑將減小,直到它能夠更有效地抵抗荷載。
張拉結構的靈活性使其能夠在不產生永久變形的情況下產生大位移。膜材料的彈性特性和預應力水平決定了膜結構的變形和響應。適應大自然靈活多變的特點,可以激發人們的建筑設計靈感。
不同膜材料的柔韌性程序也不同。
一些膜材料具有極好的柔韌性,不會因折疊而產生脆化或損壞。這些材料是有效實現可移動和可展開結構的基礎和前提。
4.雕塑感:張拉膜結構獨特的曲面造型使其具有強烈的雕塑感。膜表面通過張力實現自我平衡。負高斯膜的起伏有一種平衡感,這使得更大的結構看起來像漂浮在天地之間,沒有重力的束縛。無論是室內還是室外,這種雕塑感都令人興奮。
張拉膜結構使建筑師能夠設計各種張力自平衡,
復雜而生動的空間形式。一天之內,隨著光線的變化,雕塑膜結構通過光線和陰影呈現出不同的形式。在日出和日落時,低入射角的光線將突出屋頂的曲率和浮雕效果。當太陽位于遠地點時,薄膜結構的流線型邊界在地面上投射出一個彎曲的陰影。利用膜材料的透光和反射,設計的人工光也可以使膜結構成為光雕塑。
5.安全性:根據現行國家規范和指南設計的輕型張力膜結構具有足夠的安全性。
輕型結構在地震等水平荷載作用下能保持良好的穩定性。
由于輕型結構重量輕,即使發生意外倒塌,其風險也比傳統建筑結構小。當膜結構被撕裂時,如果結構布置能夠確保桅桿和橫梁等剛性支撐構件不會倒塌,其風險將更小。
膜結構的柔性使其在任何載荷下都能承受最有利的形狀。當然,結構的布局和形狀應該根據荷載進行設計和調整。設計應確保膜表面與其輔助結構協調工作,
從而避免力集中在膜表面或輔助結構上,達到結構損傷的臨界值。
?、?功能:張拉膜結構由于自身的特點,可以滿足從簡單的遮陽結構到功能復雜的大型建筑等多種不同的建筑功能要求,最適合某些功能要求。
?、?極具表現力的建筑形式:具有特定功能的建筑可以通過意圖來表達,
張拉膜結構的獨特形狀反映了建筑本身的自然美。
這些建筑形式,連同它們協調的傳統建筑,
構成地面上有趣的地標建筑。優秀的膜結構設計是結構和形狀的有機結合,這使其更加出色。同時,它與自然環境、歷史和現代城市景觀有機結合。光結構可以看作是一個大型雕塑,它可以為周圍的空間增添活力,成為周圍環境的補充和焦點。
8.抵御天氣影響:薄膜屋頂的一個重要作用是抵御各種天氣變化(如陽光、雨水、風和雪)對其內部空間的影響,并保持建筑內部的舒適性。
在選擇膜表面的形狀和材料時,應考慮所有可能的天氣條件,并盡可能使用被動方法,如建筑物本身,以降低能耗。多孔膜材料可用作屏蔽結構。它可以控制光線的透射和反射,使房間有散射光,促進自然通風,使屋頂溫度與周圍環境一致,避免向下熱輻射。
為了抵御風雪,膜表面的形狀應使排水順暢方便,以避免其上積聚水袋或雪。
在預應力前的安裝和成型階段,張拉膜結構對這些荷載非常敏感。為了排水,膜材料和接縫必須密封防水,膜邊緣還必須設計特殊細節,以防止雨水進入房間。
⒐ 流動性和臨時性:與其他結構相比,另一個突出的優點是,輕型結構對環境的影響可以調和。此外,它還有兩個重要特征,即靈活性和靈活性。
該結構可以在不同的位置反復拆除和建造,是張拉膜結構的可移動結構。
它結合了游牧和定居建筑。膜材料的柔軟特性使其便于運輸,易于快速建造,閑置時占用空間非常小。這種特性使得膜結構非常適合臨時移動建筑,尤其是在發生突發災害或緊急情況時,需要在短時間內為大量人員提供庇護所。
另一方面,可移動膜結構不僅具有與永久性建筑相當的舒適性,而且在建筑行業引入了一個新概念,
那就是把房屋所有權和土地所有權分開。建筑物不再是固定的,
但是可以移動。這種移動性和可重用性對于加快現代城市的發展和某些特定領域建筑功能的轉變具有重要意義。
?、? 可展開性和適應性:可展開結構可視為一個人工自適應系統。像許多自然生物一樣,它可以根據需要改變形狀。它們的空間布局和對天氣變化的反應是靈活和適應性的。通過控制自然光和內部溫度充電可以達到主動節能的目的??烧归_結構可以打開或關閉,其靈活性允許它改變空間的屬性。