充氣膜結構的計算機輔助造型與裁剪研究.pdf

1、膜結構是20世紀中期出現的一種新型空間結構形式，它所能創(chuàng)造的豐富多彩的外部建筑造型是其他建筑結構所不具備的，因此自從它發(fā)展成為一種結構形式以后就被廣大的建筑師、結構師廣泛的應用于大型的體育場館、展覽場館等空間結構體系中。 充氣膜結構是較早出現的膜結構形式，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構形式相對來說少一些。充氣膜結構雖然具有一些難以回避的缺點，可是在一定領域內它的優(yōu)勢是明顯的。隨著科技水平的不斷進步，

2、充氣設備的不斷改善，我們有理由相信未來幾年里充氣膜結構會在我國得到迅速發(fā)展。 在充氣膜建筑外形的設計過程中，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過受力分析后得到，是一些離散的平面，不具有代數表示也不具有參數表示，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。本文按照力學分析軟件中曲面表示的數據格式，輔以計算機輔助幾何造型的基礎，提出了一種基于三角離散的曲面求交和裁減算法，實現了充氣

3、膜結構復雜外形的造型工作。 裁剪分析是充氣膜結構設計過程另外一個關鍵的步驟。不準確的裁剪分析可能會使得最終拼接成型的膜結構不能達到建筑師預期的建筑造型，在膜表面出現褶皺，甚至是出現膜材的破裂、膜結構整個體系的坍塌等嚴重破壞性后果。本文在造型分析的基礎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，結合兩種方法——平面切割法和基于彈簧質點系統(tǒng)的展開方法，完成了充氣膜結構的裁剪分析。 論文內容安排如下：首先對充氣膜