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張拉膜結構建築淺析

2020-10-10 11:27:08

張拉膜建築是一種代表當今建築技術和材料科學發展水平的新型結構形式。雖然現代張拉膜結構誕生不久,但人類利用薄膜作為建築材料的曆史卻已經很久遠了,早可以追溯到遠古時代世界各地的帳篷結構。這些薄膜結構具有了現代張拉膜結構的雛形,但是受到當時結構和材料技術條件的限製,這種結構在結構強度、 剛度, 空間維護等方麵還遠遠不能達到建築的要求。

張拉膜結構景觀建築體係通常由三部分組成:

一、形成曲麵結構的張拉膜材。膜材作為結構材料,要能夠抵抗一定的荷載而不致引起大的變形,所以必須具備一定的強度和剛度要求。又要實現作為圍護材料所需要的各項建築性能,如美觀、遮蓋、防火、耐久等,它還需要滿足各種性能要求。

二、用於加強膜麵的脊索和穀索,以及將膜內力傳向支承結構的邊索。加強索除其對於膜麵受力方麵的加強作用外,更重要的是起到了改變建築造型的作用。尤其是穀索和脊索的靈活設置可能會對整個建築帶來奇妙的視覺效果。

張拉膜結構建築淺析

三、支承索膜體係的支架結構。支架結構常用的是鋼結構,也可采用混凝土結構,甚至在某些情況下可以采用木結構或其他結構。支架結構滿足將索膜體係的內力傳遞到基礎這一結構要求以外,其可以采取變化多樣的形式,以實現不同的建築造型。雖然張拉膜結構相對於其他結構形式來說初期造價較貴,對施工技術要求高,壽命相對較短,但是它有其自身的一些建築優勢。張拉膜結構施工迅速,結構構件可以在工廠加工製作,然後在現場裝配安裝,安裝過程不需要架設腳手架,降低了建設費用提高了安全性。張拉膜結構建成以後有很好的耐久性和自潔性,很少甚至不需要進行使用維護。薄膜材料質量很輕,每平方米大概 700~1700 克。輕質的結構材料大大減少了結構自重和材料運輸的成本。輕質的結構和較大的結構變形能力還使張拉膜結構能夠吸收震動,減輕地震對建築的破壞作用,十分適合地震多發地區。薄膜材料具有一定的透光性能,常用膜材能透過大概4%~16%的光線。在白天建築內部不需要人工照明,減少了建築的能量消耗。在夜晚室內的燈光從膜麵透出來,勾勒出張拉膜結構雕塑般的形體,成為夜晚的一道風景。薄膜材料具有很高的反射率,大量的陽光熱輻射能被膜材反射回去,張拉膜結構小的結構體量使其不會吸收大量的熱量,減少了建築的空調負擔,十分適合炎熱地區的氣候。通過設置雙層薄膜或多層薄膜結構,增加透明保溫層能使張拉膜結構保持透光性的同時能大大提高結構的隔熱係數,使其適應嚴寒的氣候。張拉膜大吸引人的優勢就是它那優美典雅的有機造型,總能抓住參觀者的目光,賦予建築鮮明的視覺特點,改變了公眾傳統的建築印象和建築審美,豐富了建築師的創作手法。

張拉膜結構建築淺析

隨著時代的進步和科技的發展,張拉膜結構體係以其優越性越來越廣泛的應用於各個領域。與其他建築不同的是,它特別需要建築師與結構工程師的密切配合或集於一身去進行建築造型創造與設計。因而建築師在張拉膜結構建築的設計時,要掌握基本的結構概念,充分了解結構構成原理,並深刻理解其結構體係特點,將張拉膜結構體係的內在邏輯規律通過藝術的形式表達出來,達到力與形的統一;用合理優美的的膜結構形式來強化建築自身的創作意圖,達到形與意的統一。在此基礎上,充分重視建築的場所特性與人和空間的關係,使張拉膜結構技術在更高層次上實現與情感的抒發融為一體,創作出更精彩、更具生命力的建築作品。


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