用膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法來對雨棚遮陽棚設(shè)計制作,無論是在外觀還是實(shí)用性上都是非常有優(yōu)勢的。膜結(jié)構(gòu)建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上多了一個“找形”過程。它要先好好確定初始荷載下的幾何形狀,也就是結(jié)構(gòu)體系在膜自重以及索、索件在預(yù)應(yīng)力作用下能夠達(dá)到平衡的一個位置。在初步的設(shè)計階段要先確認(rèn)好建筑的幾何外形,然后才施加預(yù)應(yīng)力讓膜面承受張力,它的形狀也就能夠發(fā)生相應(yīng)的改變了,在經(jīng)過不斷調(diào)整預(yù)應(yīng)力的操作下,終達(dá)成我們所需要的幾何形狀。
膜結(jié)構(gòu)遮陽棚造型多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化,新穎美觀,同時體現(xiàn)結(jié)構(gòu)之美,且色彩豐富,可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。膜結(jié)構(gòu)遮陽棚工程頂棚面重量僅為常規(guī)遮陽棚的1/30,這就降低了基礎(chǔ)的造價。同時膜結(jié)構(gòu)工程奇特的造型和夜景效果有明顯的“建筑可識性”和商業(yè)效應(yīng),其價格效益比更高。
膜結(jié)構(gòu)遮陽棚工程中所有加工和制作依設(shè)計均可在工廠內(nèi)完成,在現(xiàn)場只進(jìn)行安裝作業(yè)。相比傳統(tǒng)建筑的施工周期,它幾乎要快一倍。膜材有較高的反射性及較低的光吸收低,并且熱傳導(dǎo)性較低,這極大程度上阻止太陽能進(jìn)入棚內(nèi)。另外,膜材的半透明性保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦⑸涔庹彰髋飪?nèi)。
輕型張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué)科始于20世紀(jì)50年代FreiOtto的皂膜試驗。自適應(yīng)找形是他創(chuàng)建的新設(shè)計學(xué)派的基本概念。他提出的“極小曲面”理論開創(chuàng)了現(xiàn)代張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的先河。基于這種理論,對于特定邊界條件得到的膜結(jié)構(gòu)表面積小,從而耗能少。這類張拉膜建筑的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力在整個結(jié)構(gòu)中均勻分布。