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2015-04-09 16:21 建設工程教育網(wǎng)整理 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
膜結構幕墻是膜結構在建筑外圍護結構的應用,具有膜結構的共同特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):膜結構是一種非傳統的全新結構形式。充滿(mǎn)張力且富于變化的曲面,自由靈活的大空間,透明、半透明膜材所形成的明亮而又柔和的室內環(huán)境,桅桿、拉索、精致的金屬節點(diǎn)等所體現的富有現代氣息的構造技術(shù),這些特色使膜結構為人們提供了有別于傳統結構的全新視覺(jué)感受,為建筑設計(包括建筑環(huán)境設計)提供了前所未有的廣闊空間和許多新的可能性。
現代膜結構技術(shù)在德國、美國、日本等發(fā)達國家經(jīng)歷了三十多年的發(fā)展,現在已趨于成熟。建筑師們充分開(kāi)發(fā)和利用了這種新結構技術(shù)所提供的可能性,建造了許多具有典型意義的大型膜結構建筑,它們高度體現了建筑與結構的和諧統一、技術(shù)和藝術(shù)的完美結合。有許多膜結構建筑成為當地有代表性的人文景觀(guān)。
膜結構的設計也迥異于傳統結構。柔性的膜材僅當賦予適當預張力時(shí)才具有確定的形狀和抵抗外荷載的剛度,才真正成為“結構”,因此初始形態(tài)分析在膜結構設計中具有基本意義。裁剪分析是膜結構設計中又一個(gè)特殊問(wèn)題:膜結構的曲面形狀一般來(lái)說(shuō)是不可展的,裁剪分析就是要求在平面膜材上合理放樣,以盡可能精確地擬合空間曲面上的相應條塊。而且,膜結構的初始形態(tài)分析和裁剪分析不僅是單純的力學(xué)問(wèn)題或技術(shù)問(wèn)題;其初始形態(tài)分析與建筑造型密不可分,而膜材拼縫構成的圖案經(jīng)常是重要的室內裝飾手段和表現內部空間的有力工具。所以膜結構的設計從一開(kāi)始就要求建筑師與結構工程師緊密配合、相互協(xié)作。事實(shí)上,這種新穎體系的建筑方案和結構方案是統一的整體,應當是結合在一起同時(shí)進(jìn)行并完成的。
膜結構的計算分析也有其特殊性,例如:這種柔性結構體系位移很大,在計算中必須考慮其幾何非線(xiàn)性;風(fēng)是膜結構設計中起決定作用的外荷載,膜結構對風(fēng)的動(dòng)力作用十分敏感,在設計計算中必須予以考慮,有時(shí)甚至還應當進(jìn)一步考慮氣流與結構的相互耦合作用,即所謂的氣彈動(dòng)力響應問(wèn)題。這些特點(diǎn)在一定程度上增加了膜結構的設計難度。
膜結構和膜結構幕墻的發(fā)展依賴(lài)于膜村的技術(shù)革命和技術(shù)發(fā)展,從歷史上來(lái)看,材料技術(shù)的革命為建筑學(xué)帶來(lái)越來(lái)越多的創(chuàng )意,也帶來(lái)無(wú)窮無(wú)盡的高要求。從現代主義到后現代主義,再到解構主義建筑理論,甚至所謂混沌理論,無(wú)不例外地要求材料革命,而每次材料革命又給建筑學(xué)添上更多的新創(chuàng )作語(yǔ)匯。從建筑色彩學(xué)來(lái)看,透過(guò)建筑立面的顏色或本色看室內的顏色,從亮到暗或從暗到亮,建筑師可根據層次深淺布局,色彩的冷暖安排,晝夜光源方向的異同,獲得自己想得到的建筑光學(xué)色彩效果。
從建筑美學(xué)來(lái)看,隨著(zhù)人們對建筑美的認識和把握,從不同角度推進(jìn)了建筑的創(chuàng )造和發(fā)展。良好的環(huán)境能激發(fā)人的美感,良好的環(huán)境亦能給人們認同感、親切感、指認感、文化性和適應性等不同的心理感受。材料技術(shù)的進(jìn)步可以刺激建筑創(chuàng )作藝術(shù)中的異端精神,往往可以把這種異端不合理的設計,通過(guò)使用新材料后變?yōu)楹侠砘。采用更新的施工方法,可以?shí)現這種異端構想。從建筑學(xué)角度,解構主義的松散、無(wú)序、錯位、奇險、偶然等均可在材料科學(xué)進(jìn)步中,得到良好的營(yíng)養,滲透到建筑文化中去,出現百花齊放、巧奪天工的偉大奇跡。膜結構、膜結構幕墻、膜結構屋頂正是如此。
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