大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧

《大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧-结构理论　摘要：当前，张拉膜结构体系已逐渐发展成熟，国外建成了一批成功的大空间张拉膜结构建筑（LSTM）。国内建筑师对此类建筑接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，在设计中出现了结构与形式相矛盾的现象，针对创作中存在的问题，研究在结构合理性的基础上张拉膜结构形态的变化技巧。　　关键词：大空间张拉膜结构建筑；张拉膜结构；界面；张拉单元；形体组构　　当今一种全新的空间结构体系——张拉膜结构体系已逐渐发展成熟。该结构体系包括膜布和张拉构件。膜布由相互正交的纤维织物组成，刚度和稳定性的获得是通过预应力和

2、曲度来达到静态的平衡。该体系以受拉为主，受压为辅，使材料强度充分发挥。膜布一般只有0.8大空间张拉膜结构建筑的形态构造技巧-结构理论　摘要：当前，张拉膜结构体系已逐渐发展成熟，国外建成了一批成功的大空间张拉膜结构建筑（LSTM）。国内建筑师对此类建筑接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，在设计中出现了结构与形式相矛盾的现象，针对创作中存在的问题，研究在结构合理性的基础上张拉膜结构形态的变化技巧。　　关键词：大空间张拉膜结构建筑；张拉膜结构；界面；张拉单元；形体组构　　当今一种全新的空间结构体系——张拉膜结构体系已逐渐发展成熟。该结

3、构体系包括膜布和张拉构件。膜布由相互正交的纤维织物组成，刚度和稳定性的获得是通过预应力和曲度来达到静态的平衡。该体系以受拉为主，受压为辅，使材料强度充分发挥。膜布一般只有0.8mm厚，自重约为15kg/m2，成为当代最先进的大空间覆盖体系之一。国外在这方面发展很快，而国内建筑师对此类结构接触的时间不长，对其创作规律还不甚了解，设计中出现了墨守成规或为追求变化而放弃结构合理性的现象。针对结构与造型脱节的问题，在结构合理性的基础上研究其形态的变化技巧，力图使这种新型结构体系的造型潜力充分发挥出来[1][2].　　该结构体系对大空间界面的

4、围合是以多个张拉单元排列组合的方式实现的。张拉单元的构造形式可划分为脊谷式、伞式和鞍式。[3].　　一、脊谷式单元张拉膜结构形态构造技巧　　1、单元构成　　整体膜结构建筑在构造上可分为膜布、张拉构件以及维护结构。从张拉构件与膜布的关系来讨论，若构件从内部对膜布进行支撑，外观表现以膜布形态为主，如沙特法何德球场屋顶；若构件通过拉索从外部对膜布进行张拉，形成张拉构件、拉索与膜布的重叠，呈现多层次的构成形态特征，如悉尼奥林匹克体育场方案的雨蓬。从张拉构件与维护构件的关系来讨论，若张拉结构支撑于侧围护墙体，形成膜布、支柱以及墙体相互依附的形

5、态，使单元造型缺乏变化，形体、空间趋于静态；若两者趋于分离，支柱通过拉索保持自身稳定，形成维护结构、支柱、膜布彼此分离或交叉，形体、空间趋于动感。如慕尼黑奥运会体育场的屋顶，支柱与看台彼此分离，构件组合更趋于灵活，膜体犹如飘浮于空中，创造出强烈的飘浮感与运动感。　　2、单元排列　　张拉结构单元通常为平行排列。当单元的张拉方向与空间的轴线方向产生旋转时，单元的跨度得以延长，膜布的曲线增加，同时避免了端部视角所形成的单元间彼此的遮挡，使膜结构的造型特点充分展示出来。　　对于拱支撑式张拉膜穹顶，其张拉结构包括主拱与附拱，主拱起结构支撑作用

6、，附拱起整体联系作用。这种张拉结构通常的做法为膜布在主拱间张拉，单元的排列随主拱平行排列，由中央向两侧主拱高度依次降低。形态变化的关键在于附拱排列方式与膜布张拉方式的改变。　　二、伞式单元张拉膜结构形态构造技巧　　1、单元构成　　吊环与空间重心的重合或偏移对造型有很大影响。当吊环重合于空间重心，外观稳定均衡，内部空间形成明显的上升感，如哈吉机场候机厅屋顶；当吊环偏离空间重心，形成动感的造型。英国弗克斯顿火车终点站候车厅屋顶，单元顶端布置有放射状支撑来倾斜支撑吊环，膜布在吊环与边缘方形桁架之间张拉，外观形式呈现出有抽象意味的雕塑感。　

7、　从张拉环的方位分析，通常做法为吊环位于膜布的上方，形成正置单元；与之相反，当吊环从下部进行张拉时，则形成倒置单元，空间中间低，四周高，形成明显的扩散感，外观呈漏斗状，形成富于趣味的空间界面。沙特阿拉伯杰达赫（Jeddah）旅馆的中心庭园为一方形空间，单元顶边支撑在四周建筑的三角形塔楼顶端，中部向下张拉固定在庭园中心。膜布和索之间形成弧形缝隙，整个界面犹如一把由菱形膜片编织成的花伞[1].　　2、单元排列　　单元的通常排列方式为相同元素的平行排列。为追求组合的变化，可以在网络均衡的情况下，追求单元造型的相异性，如正倒单元的交错排列，

8、形成起伏跌宕的空间界面，若进一步伴随着单元张拉环的偏移，形态、空间将更具动感。当基本网络出现大小相异时，则形成自由起伏的空间形态，由于空间功能的需求和构造技术问题，此类实施方案还很少见。不过可以讲，这是一种极具潜力的构图模式，将极大丰