張拉膜結構的基本組成單元通常有:膜材、索與支承結構(桅桿、拱或其他剛性構件)。
膜(mo)(mo)材(cai)(cai)一種(zhong)新興的(de)(de)(de)建筑(zhu)材(cai)(cai)料(liao),已被(bei)公(gong)認為是繼(ji)磚(zhuan)、石、混(hun)凝土、鋼和(he)木材(cai)(cai)之后的(de)(de)(de)“第六(liu)種(zhong)建筑(zhu)材(cai)(cai)料(liao)”。膜(mo)(mo)材(cai)(cai)本身不能(neng)(neng)受(shou)壓也不能(neng)(neng)抗彎,所以(yi)要(yao)使膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)正常工(gong)作就必(bi)須(xu)引入(ru)適當的(de)(de)(de)預張(zhang)力。此外,要(yao)保(bao)證膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)正常工(gong)作的(de)(de)(de)另一個重要(yao)條件就是要(yao)形(xing)成(cheng)互反(fan)曲(qu)面。傳統結(jie)構(gou)為了減小(xiao)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)就必(bi)須(xu)增(zeng)加(jia)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)抗力;而(er)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)是通(tong)過(guo)改變(bian)形(xing)狀(zhuang)來分(fen)散荷載,從而(er)獲得較(jiao)小(xiao)內力增(zeng)長的(de)(de)(de)。當膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)在平(ping)衡(heng)位置(zhi)附近出現變(bian)形(xing)時(shi),可產生兩種(zhong)回(hui)復力:一個是由幾(ji)何(he)變(bian)形(xing)引起的(de)(de)(de);另一個是由材(cai)(cai)料(liao)應變(bian)引起的(de)(de)(de)。通(tong)常幾(ji)何(he)剛(gang)(gang)度(du)要(yao)比彈性(xing)剛(gang)(gang)度(du)大得多,所以(yi)要(yao)使每一個膜(mo)(mo)片具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)剛(gang)(gang)度(du),就應盡量形(xing)成(cheng)負(fu)高斯曲(qu)面,即沿對角方向分(fen)別形(xing)成(cheng)“高點”和(he)“低點”。
索(suo)作為(wei)膜(mo)材的(de)彈性邊界(jie),將膜(mo)材劃分為(wei)一系(xi)列膜(mo)片,從(cong)而(er)減小(xiao)了膜(mo)材的(de)自(zi)由(you)(you)支承(cheng)長度,使(shi)薄膜(mo)表(biao)面(mian)更(geng)易(yi)形成較(jiao)大的(de)曲率。有文獻指出,膜(mo)材的(de)自(zi)由(you)(you)支承(cheng)長度不宜超過15米,且單(dan)片膜(mo)的(de)覆蓋面(mian)積不宜大于500平米。此外(wai),索(suo)的(de)另一個重要作用就是對桅(wei)桿等支承(cheng)結構提供(gong)附加支撐,從(cong)而(er)保證不會因膜(mo)材的(de)破(po)損而(er)造成支承(cheng)結構的(de)倒塌。
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