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张拉膜结构幕墙





什么是张拉膜结构幕墙?
幕墙是张拉膜结构在建筑外围护结构的应用,具有张拉膜结构的共同特点和优点:张拉膜结构是一种非传统的全新结构形式。充满张力且富于变化的曲面,自由灵活的大空间,透明、半透明膜材所形成的明亮而又柔和的室内环境,桅杆、拉索、精致的金属节点等所体现的富有现代气息的构造技术,这些特色使张拉膜结构为人们提供了有别于传统结构的全新视觉感受,为建筑设计(包括建筑环境设计)提供了前所未有的广阔空间和许多新的可能性。
现代张拉膜结构技术在德国、美国、日本等发达国家经历了三十多年的发展,现在已趋于成熟。建筑师们充分开发和利用了这种新结构技术所提供的可能性,建造了许多具有典型意义的大型张拉膜结构建筑,它们高度体现了建筑与结构的和谐统一、技术和艺术的完美结合。有许多张拉膜结构建筑成为当地有代表性的人文景观。
张拉膜结构的设计也迥异于传统结构。柔性的膜材仅当赋予适当预张力时才具有确定的形状和抵抗外荷载的刚度,才真正成为“结构”,因此初始形态分析在张拉膜结构设计中具有基本意义。裁剪分析是张拉膜结构设计中又一个特殊问题:张拉膜结构的曲面形状一般来说是不可展的,裁剪分析就是要求在平面膜材上合理放样,以尽可能精确地拟合空间曲面上的相应条块。而且,张拉膜结构的初始形态分析和裁剪分析不仅是单纯的力学问题或技术问题;其初始形态分析与建筑造型密不可分,而膜材拼缝构成的图案经常是重要的室内装饰手段和表现内部空间的有力工具。所以张拉膜结构的设计从一开始就要求建筑师与结构工程师紧密配合、相互协作。事实上,这种新颖体系的建筑方案和结构方案是统一的整体,应当是结合在一起同时进行并完成的。
张拉膜结构的计算分析也有其特殊性,例如:这种柔性结构体系位移很大,在计算中必须考虑其几何非线性;风是张拉膜结构设计中起决定作用的外荷载,张拉膜结构对风的动力作用十分敏感,在设计计算中必须予以考虑,有时甚至还应当进一步考虑气流与结构的相互耦合作用,即所谓的气弹动力响应问题。这些特点在一定程度上增加了张拉膜结构的设计难度。
张拉膜结构和张拉膜结构幕墙的发展依赖于膜村的技术革命和技术发展,从历史上来看,材料技术的革命为建筑学带来越来越多的创意,也带来无穷无尽的高要求。从现代主义到后现代主义,再到解构主义建筑理论,甚至所谓混沌理论,无不例外地要求材料革命,而每次材料革命又给建筑学添上更多的新创作语汇。从建筑色彩学来看,透过建筑立面的颜色或本色看室内的颜色,从亮到暗或从暗到亮,建筑师可根据层次深浅布局,色彩的冷暖安排,昼夜光源方向的异同,获得自己想得到的建筑光学色彩效果。
从建筑美学来看,随着人们对建筑美的认识和把握,从不同角度推进了建筑的创造和发展。良好的环境能激发人的美感,良好的环境亦能给人们认同感、亲切感、指认感、文化性和适应性等不同的心理感受。材料技术的进步可以刺激建筑创作艺术中的异端精神,往往可以把这种异端不合理的设计,通过使用新材料后变为合理化。采用更新的施工方法,可以实现这种异端构想。从建筑学角度,解构主义的松散、无序、错位、奇险、偶然等均可在材料科学进步中,得到良好的营养,渗透到建筑文化中去,出现百花齐放、巧夺天工的伟大奇迹。张拉膜结构、张拉膜结构幕墙、张拉膜结构屋顶正是如此。


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