充氣膜結(jié)構(gòu)的計算機輔助造型與裁剪研究.pdf

1、膜結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)中期出現(xiàn)的一種新型空間結(jié)構(gòu)形式，它所能創(chuàng)造的豐富多彩的外部建筑造型是其他建筑結(jié)構(gòu)所不具備的，因此自從它發(fā)展成為一種結(jié)構(gòu)形式以后就被廣大的建筑師、結(jié)構(gòu)師廣泛的應(yīng)用于大型的體育場館、展覽場館等空間結(jié)構(gòu)體系中。 充氣膜結(jié)構(gòu)是較早出現(xiàn)的膜結(jié)構(gòu)形式，七八十年代在日本、美國等國家用的比較多，而在我國采用這種結(jié)構(gòu)形式相對來說少一些。充氣膜結(jié)構(gòu)雖然具有一些難以回避的缺點，可是在一定領(lǐng)域內(nèi)它的優(yōu)勢是明顯的。隨著科技水平的不斷進步，

2、充氣設(shè)備的不斷改善，我們有理由相信未來幾年里充氣膜結(jié)構(gòu)會在我國得到迅速發(fā)展。 在充氣膜建筑外形的設(shè)計過程中，我們不僅需滿足美觀新穎的要求，同時要滿足受力合理的特性。這些建筑的外形往往經(jīng)過受力分析后得到，是一些離散的平面，不具有代數(shù)表示也不具有參數(shù)表示，無法采用傳統(tǒng)的幾何造型分析方法來進行外形的造型和繪制。本文按照力學(xué)分析軟件中曲面表示的數(shù)據(jù)格式，輔以計算機輔助幾何造型的基礎(chǔ)，提出了一種基于三角離散的曲面求交和裁減算法，實現(xiàn)了充氣

3、膜結(jié)構(gòu)復(fù)雜外形的造型工作。 裁剪分析是充氣膜結(jié)構(gòu)設(shè)計過程另外一個關(guān)鍵的步驟。不準(zhǔn)確的裁剪分析可能會使得最終拼接成型的膜結(jié)構(gòu)不能達(dá)到建筑師預(yù)期的建筑造型，在膜表面出現(xiàn)褶皺，甚至是出現(xiàn)膜材的破裂、膜結(jié)構(gòu)整個體系的坍塌等嚴(yán)重破壞性后果。本文在造型分析的基礎(chǔ)上對裁剪線的確定方法進行討論，并對膜曲面的展開進行了分析，結(jié)合兩種方法——平面切割法和基于彈簧質(zhì)點系統(tǒng)的展開方法，完成了充氣膜結(jié)構(gòu)的裁剪分析。 論文內(nèi)容安排如下：首先對充氣膜