张拉索膜结构概念

张拉索膜结构概念

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        只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力“这句话准确涵盖了张拉索膜结构的精华。对于张拉索膜结构，任何附加上去的支撑和修饰都是多余的，其结构本身就是很好的造型；换个说法，不符合结构的设计造型是不存在的，因为那样的薄膜不是拉不紧的就是缺乏稳定安全性的。张拉索膜结构的美就在于其”力“与”形“的完美相溶。张拉索膜结构的基本组成部分通常有：膜材、绳索与支承结构架（桅杆、拱或其他钢性构件）。

　 　膜材是一种新兴的建筑材料，已被公认是继砖快、石材、混凝土、钢材和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身受压不大，抗变形也不是好，所以要使张拉索膜正常工作就必须加入适当的预张力。另外，要保证张拉索膜正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力；而张拉索膜是通过改变形状来分散荷载，从而获得最小自身力增长的。当张拉索膜在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：一个是由几何变形引起的；另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来支撑的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉索膜结构叫做悬挂膜结构（suspensionmembrane）。索作为膜材的弹性边界，将膜材划分为一系列膜片，从而减小了膜材的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，膜材的自由支承长度不宜超过20米，且单片膜的覆盖面积不宜大于400平米。此外，索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑力，从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的瘫痪。

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