張拉式膜結(jié)構(gòu)(Tension Suspension Structure) 以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成,利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除了可實踐具創(chuàng)意,創(chuàng)新且美觀的造型外,也是能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 近年來,大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成 鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。因施工精度要求高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),且具豐 富的表現(xiàn)力,所以造價略骨架式膜結(jié)構(gòu)。
膜材一種新興的建筑材料,已被公認(rèn)為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身不能受壓也不能抗彎,所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就引入適當(dāng)?shù)念A(yù)張力。此外,要膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了減小結(jié)構(gòu)的變形就增加結(jié)構(gòu)的抗力;而膜結(jié)構(gòu)是通過改變形狀來分散荷載,從而獲得小內(nèi)力增長的。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近出現(xiàn)變形時,可產(chǎn)生兩種回復(fù)力:一個是由幾何變形引起的;另一個是由材料應(yīng)變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個膜片具有良好的剛度,就應(yīng)盡量形成負(fù)高斯曲面,即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”?!案唿c”通常是由桅桿來提供的。
透光性是現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)被廣泛認(rèn)可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的亮度,這對于建筑節(jié)能十分重要。對于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用,膜材透光性可為建筑設(shè)計提供更大的美學(xué)創(chuàng)作空間。夜晚,透光性將膜結(jié)構(gòu)變成了光的雕塑。
張拉膜結(jié)構(gòu)不是剛性的,其在風(fēng)荷載或雪荷載的作用下會產(chǎn)生變形。膜結(jié)構(gòu)通過變形來適應(yīng)外荷載,在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小,直至能更有效抵抗該荷載。
多孔膜材可用作遮蔽結(jié)構(gòu)。它可以控制光的透射和反射,使室內(nèi)擁有散射光,并且促進(jìn)自然通風(fēng),使屋面溫度與周圍環(huán)境的溫度相同,并避免向下的熱輻射。
可展性和自適應(yīng)性:可展結(jié)構(gòu)可以看作是一種人造的自適應(yīng)體系,同許多自然有機(jī)體一樣,可根據(jù)需要改變自身的形式。它們的空間布置和對天氣變化的反應(yīng)具有靈活性和自適應(yīng)性。通過控制自然光和內(nèi)部溫充可達(dá)到主動節(jié)能的目的。可展結(jié)構(gòu)即可開敞也可閉合,它的靈活性使其可以改變空間的屬性。精心設(shè)計的可展屋蓋的優(yōu)雅滑動體現(xiàn)了人與自然的和諧。它被稱作是一種創(chuàng)造,輕型與可展性的充分結(jié)合形成了“免施工房屋”的概念,這種結(jié)構(gòu)任何需要的時間或地點均可實現(xiàn)。