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简述膜结构充电桩结构的力学特性
编辑:山东双天金属制品有限公司   时间:2021-01-11

  张拉式膜结构充电桩由于其受力状态,需要满足一些几何要求,即负高斯曲面。在几何领域中,按照曲面在两个主曲率方向上的曲率乘积,可以分为正高斯曲面、负高斯曲面以及零高斯曲面。球面属于典型的正高斯曲面,即曲面上的每个点的曲率半径的向量积为整数;而对于零高斯曲面,曲面上每个点的曲率半径的向量积是零,柱面就是典型的零高斯曲面。负高斯曲面上过每个点的两个主曲率半径的向量积为负数,即曲率半径的符号相反,如双曲面和锥面,故此类曲面也叫做互反曲面。

  如图1所示,假设膜面上有一个较小点A,用两条经过该点的互相垂直的两条索来维持平衡,那么,定然有一条索向上弯曲,来承受质点A受到的向下的力,也定然有一条索向下弯曲,来承受质点A向上的力,两根索互为反向,受力平衡。由此类推,要使膜面上的每个点都保持平衡,那么这个面定为负高斯曲面。张拉式膜结构充电桩稳定的基本要素即膜曲面为负高斯曲面。与此同时,通过对膜曲面施加一些预应力,使膜面获得一些刚度,以承受来自外界的荷载。充电桩膜结构的受力状态表现在膜面造型上是丰富多彩的,但是定要符合内部的力学逻辑。

  建筑师在进行张拉式膜结构的充电桩造型创作过程中,周全了解负高斯曲面的概念及特性可以在方案前期解决那些不满足膜结构充电桩受力的空间形态,从而加快了充电桩设计的效率,规避了一些无谓的工作。

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