膜結構景觀(guān)廳設計_出方案效果圖_膜結構景觀(guān)策劃
2012-03-26 12:08:55   來(lái)源：   評論：0 點(diǎn)擊：

1.1膜結構的形狀確定問(wèn)題就是確定初始狀態(tài)的問(wèn)題，在許多專(zhuān)著(zhù)上被稱(chēng)為“找形”（FormFinding）。膜結構的形狀確定問(wèn)題有兩種類(lèi)型：
　?。?）給定預應力分布的形狀確定問(wèn)題：預先假定膜結構中應力的分布情況，在根據受力合理或經(jīng)濟原則進(jìn)行分析計算，以得到膜的初始幾何狀態(tài)。
　?。?）給定幾何邊界條件的形狀確定問(wèn)題：預先確定膜結構的幾何邊界條件，然后計算分析預應力分布和空間形狀。
　　肥皂泡就是最合理的自然找形的膜結構。最初的找形正是通過(guò)皂膜比擬來(lái)進(jìn)行，后來(lái)發(fā)展到用其他彈性材料做模型，通過(guò)測量模型的空間坐標來(lái)確定形狀，對于簡(jiǎn)單的外形也可以用幾何分析法來(lái)確定，膜結構找形技術(shù)的真正發(fā)展來(lái)自計算機有限元分析方法的發(fā)展。為了尋求膜結構的合理的幾何外形，需要通過(guò)計算機的多次迭代才能得到。
　　常用的計算機找形方法有：力密度法、動(dòng)力松弛法、有限元法。
2.2力密度法
　　索網(wǎng)結構中拉力與索長(cháng)度的比值定義為力密度（ForceDensity）。力密度法（ForceDensityMethod）是由Linkwitz及Schek提出來(lái)的，原先只是用于索網(wǎng)結構的找形，將膜離散為等代索網(wǎng)，后來(lái)，該方法被用于膜結構的找形。把等代為索的膜結構看成是由索段通過(guò)結點(diǎn)相連而成，通過(guò)指定索段的力密度，建立并求解結點(diǎn)的平衡方程，可得各自由結點(diǎn)的坐標。
　　不同的力密度值，對應不同的外形。當外形符合要求時(shí)，由相應的力密度即可求得相應的預應力分布值。力密度法也可以用于求解最小曲面，最小曲面時(shí)膜內應力處處相等，肥皂膜就是最好的最小曲面的例子。實(shí)際上的最小曲面無(wú)法用計算機數值計算方法得到，所以工程上常采用指定誤差來(lái)得到可接受的較小曲面。
　　力密度法的優(yōu)點(diǎn)是只需求解線(xiàn)性方程組，其精度一般能滿(mǎn)足工程要求。用力密度法找形的軟件有德國EASY（EasyForm）、意大利Forten32、新加坡WinFabric等。
　　2.3動(dòng)力松弛法
　　動(dòng)力松弛法（DynamicRelaxationMethod）是一種專(zhuān)門(mén)求解非線(xiàn)性系統平衡狀態(tài)的數值方法，他可以從任意假定的不平衡狀態(tài)開(kāi)始迭代得到平衡狀態(tài)，最早將這種方法用于索網(wǎng)結構的是Day和Bunce，而B(niǎo)arnes則成功地應用于膜結構的找形。
　　力密度法只是從空間上將膜離散化，而動(dòng)力松弛法從空間和時(shí)間兩方面將膜結構體系離散化?？臻g上的離散化是將結構體系離散為單元和結點(diǎn)，并假定其質(zhì)量集中于結點(diǎn)上。時(shí)間上的離散化，是針對結點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程而言的。初始狀態(tài)的結點(diǎn)在激振力作用下開(kāi)始振動(dòng)，這時(shí)跟蹤體系的動(dòng)能；當體系的動(dòng)能達到極值時(shí)，將結點(diǎn)速度設置為零，跟蹤過(guò)程重新開(kāi)始，直到不平衡力為極小，達到新的平衡為止。