张拉膜结构的正高斯曲率

1气承结构

　　气承结构是由膜面内外压差来稳定形状的正高斯张力曲面的膜结构。内外压差可通过鼓风机向气密膜材N盖的空问内送风而实现。气承结构不需要诸如墙、柱、拱等刚性构件作为支承，从而使其成为建筑史卜最轻质、最简约的人工结构，其理论跨度可以达到儿千米。

　　气承结构的表面张力与其膜面曲率有关，例如半径为r的球内压力为p) .则膜面张力为M = pr/2。这个公式适用于各种尺度的气承结构。

　　对于主要承受风荷载的结构，扁平球冠受压面积较小，因而是一种十分有效的结构形式。然而气承结构在不均匀非对称风荷载、雪荷载作用下会产生很大变形。

　　内压为正的气承结构主要为正高斯曲面。通过鞍形曲面将多个正高斯曲面连接起来可构成较为复杂的结构形态。

　　根据气动原理可通过改变膜面曲率来控制膜面应力使其保持稳定，因而气承结构可以具有许多不同的形态。它们均可利用三维物理或数值模型加以研究。

　　也可以通过负压对膜面施加张力来形成气承结构。此时，利用机械方法将室内空气向外排出，使膜内气压较膜外气压低，以使结构保持稳定。此时需要设置抵抗膜面内力的构件，该构件可以是管状的金属构架，也可是薄膜气肋，即:内充高压气体而具有一定抗弯刚度的管状构件。

　　2气枕式结构

　　气枕式结构也是靠膜面内外压差来承载的。气枕及其组合可用作屋面或立面等围护结构。

　　为了使气枕屋顶具有良好的透光性和保温效果，一般采用ETFE膜。可在气枕内部增加内膜以减少气体的对流，从而提高其保温效果(图3-12)

　　3静水压力成形结构

　　膜结构也可通过静水压力成形。静水压力随高度的变化而改变，可使结构呈现不同的形态。水滴状膜面在同一平面上的压力相等，在压力较小的上部结构径向曲率半径较大，在压力较大的下部结构其值逐渐变小。

　　膜结构为水滴形状时，其体积与表面积处于最佳状态。可将水压成形的结构作为液体或其他粘性物质的容器以备不时之需。轻型可移动膜材容器可用作应急储备容器或防洪堤坝.

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