本文簡(jiǎn)要介紹了奧博膜結(jié)構(gòu)的概念、起源和發(fā)展以及膜材料的組成、分類和性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),接著比較全面地論述了膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論方法,包括找形分析、荷載分析和裁剪分析等,并指出常用的計(jì)算機(jī)分析軟件。文中并沒(méi)有深入論證膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)細(xì)節(jié),而重點(diǎn)在于膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法的概念性介紹。 關(guān)鍵詞:膜結(jié)構(gòu),膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),找形分析,荷載分析,裁剪分析 1、膜結(jié)構(gòu)與膜材料 1.1 奧博膜結(jié)構(gòu)概念、起源和發(fā)展 膜結(jié)構(gòu)(Membrane Structure),也即張拉膜結(jié)構(gòu)(Tesioned Membrane Structure),是依靠膜材自身的張拉力和特殊的幾何形狀而構(gòu)成的穩(wěn)定的承力體系。膜只能承受拉力而不能受壓和彎曲,其曲面穩(wěn)定性是依靠互反向的曲率來(lái)保障,因此需制作成凹凸的空間曲面,故習(xí)慣上又稱空間膜結(jié)構(gòu)。 古老的膜結(jié)構(gòu)在公元前幾千年就已經(jīng)出現(xiàn),最早是由天然枝條和獸皮搭成的帳篷(Pavilion),然后發(fā)展到由鐵木和帆布制作成各種各樣的形狀。但是,從歐洲古羅馬帝國(guó)、中國(guó)漢朝時(shí)代到十九世紀(jì)末,膜結(jié)構(gòu)幾乎處于一個(gè)停滯發(fā)展的階段。直到第二次工業(yè)革命,化學(xué)工業(yè)和工程力學(xué)迅速發(fā)展,高分子合成材料技術(shù)得到大力改進(jìn),膜材料擺脫茹毛飲血的狀況,現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)才開始蓬勃發(fā)展。另外,兩次世界大戰(zhàn)也加快了膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展。 |
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