膜裁剪设计技术

   膜结构的裁剪设计分析最初是从测量物理模型开始的,用一定宽度的纸张、布料或者是用其他比较柔软的材料剪成相应的形状粘贴到模型上,再不断进行调整,直到完整覆盖这个模型。

   膜结构裁剪时对于相对较为简单和比较规则的可展曲面,我们可以直接很方便的利用一些方法将其展开即可。而对于较为复杂的曲面,我们需通过计算机方法来进行确定。膜结构裁剪方法有测地线裁剪法及平面相交裁剪法,下面对这两种方法分别进行阐述。

1、测地线裁剪法

   测地线原,又称短程线,其通常被理解为:通过曲面上任意两点并且是曲面上距离最短的曲线。可展曲面上的测地线在将曲面平摊成平面后为直线;不可展曲面上的测地线在平摊成平面后为接近直线。测地线裁剪法,即以测地线来剖分空间的膜面。求曲面上的测地线的距离问题,其实就是求曲面上两点间曲线长度之泛函极值。;

   用则地线概念作膜结构裁剪分析的问题相当复杂,因为膜结构几何外形的新奇多变。通过找形分析,所得到的是膜面上一些离散点的空间坐标,而不是空间曲面的方程,因而也就无法得到曲面上两点间曲线长度的泛函的显式。这时候我们通常采用分段线性化的方法来处理这一问题,即用求极值确定测地线上的若干点,再用线性插值的方法求中间点,从而求得测地线。

   膜结构裁剪设计对于一些呈球面特征的曲面或曲面区域,两极点间的测地线有无数条,即测地线并是不唯一的,这样就很难控制膜条的最大宽度。在两端点间再指定一个中间点的准测地线方法并已经用于膜结构设计软件EASY中。

   测地线膜结构裁剪法的好处是接缝最短、用料较省,但裁剪线的分布及材料经、纬方向的考虑不易把握。实际应用中,将由两条测地线及边界围成的空间膜条展开成平面时,需指定其中的一条测地线为直线。

2、平面相交裁剪法

   平面相交裁剪法是用一组平面去截找形所得到的曲面,将膜面分成一个个的“香蕉状”的膜条,以平面和空间曲面的交线作为裁剪线。平面相交裁剪法常用于对称膜结构膜面的裁剪,所得到的裁剪线比较整齐、美观。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内专业的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计经验。我们尤其擅长大跨度结构、异型空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究,涉及的领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。