膜materialsEdit
二重に湾曲ptfe上塗を施してあるガラス繊維およびポリ塩化ビニール上塗を施してあるポリエステルはあります。 これらは、異なる方向に異なる強度を有する織物材料である。 経糸繊維（もともと織機上の出発繊維に直線的に相当する繊維）は、経糸繊維の間に織られた緯糸または充填繊維よりも大きな負荷を運ぶことがで
他の構造は、単層またはクッションの形でETFEフィルムを使用しています（これは、優れた断熱特性を提供するために、またはミュンヘンのアリアンツア ETFEのクッションはまたパターンと異なったレベルに膨脹させたときライトの異なったレベルを可能にするためにエッチングすることができる。
日光では、生地の膜の半透明は夜に包囲された外部の冷光を作成するのに人工的な照明が使用することができるが、柔らかい拡散させた自然につけられたスペースを提供する。 それらは二重曲率から強さを得ることができないので構造フレームによって最も頻繁に支えられます。
ケーブル編集
ケーブルは、軟鋼、高強度鋼（引抜炭素鋼）、ステン 構造ケーブルは大いにより大きいケーブルを形作るために一緒にねじれるか、または区切られる一連の小さい繊維のなされます。 鋼鉄ケーブルは円の棒がポリマーを使用して一緒にねじられ、”つく”螺線形の繊維、または個々の連結の鋼鉄繊維がケーブルを形作るロックされたコイルの繊維である（頻繁に螺線形の繊維の中心と）。
螺線形の繊維はロックされたコイルの繊維よりわずかに弱いです。 鋼鉄螺線形の繊維ケーブルにヤング率、150±10kN/mm2（か150±10GPa）のEがあり、3から90のmmの直径にサイズ入って来。 螺線形の繊維は構造の伸張にケーブルが荷を積まれるとき繊維が密集するところで苦しむ。 これは、通常、ケーブルを事前に引き伸ばし、最終的な引張荷重の45％まで負荷を上下に循環させることによって除去される。
ロックされたコイルの繊維に普通160±10kN/mm2のヤング率があり、20のmmから160のmmの直径にサイズ入って来。
異なる材料の個々のストランドの特性は、以下の表に示されています,UTSは、究極の引張強度であります,または破断荷重.
:
| E (GPa) | UTS (MPa) | Strain at 50% of UTS | |
|---|---|---|---|
| Solid steel bar | 210 | 400–800 | 0.24% |
| Steel strand | 170 | 1550–1770 | 1% |
| Wire rope | 112 | 1550–1770 | 1.5% |
| Polyester fibre | 7.5 | 910 | 6% |
| Aramid fibre | 112 | 2800 | 2.5% |
構造formsEdit
空気支えられた構造は生地の封筒が加圧された空気だけによって支えられる抗張構造の一
ファブリック構造の大部分は、その二重に湾曲した形状からその強度を導出します。
生地を二重湾曲で取るように強制することによって生地はに服従する負荷に抗するために十分な剛さを得ます（例えば風および雪の負荷）。 十分に二重に湾曲した形態を誘導するためには、布またはその支持構造をプリテンションまたはプレストレスすることが最も頻繁に必要である。
Form-findingEdit
強度を達成するためにプレストレスに依存する構造の挙動は非線形であるため、1990年代までは非常に単純なケーブル以外のものは設計が非常に困難であった。 二重に湾曲した布構造を設計する最も一般的な方法は、その行動を理解し、フォーム発見演習を行うために、最終的な建物のスケールモデルを構築するこ このようなスケールモデルは、構造的な生地と非常によく似た方法で動作する（せん断を運ぶことができない）ため、ストッキング材料やタイツ、またはソープフ
石鹸膜はあらゆる方向に均一な応力を有し、形成するために閉じた境界を必要とする。 それらは自然に最低の表面—最低区域および最低エネルギーを具体化することの形態を形作る。 しかし、それらは測定するのが非常に困難です。 大きなフィルムの場合、その重量はその形状に深刻な影響を与える可能性があります。
二つの方向に曲率を持つ膜の場合、平衡の基本方程式は次のとおりです:
w=t1R1+t2R2{\displaystyle w={\frac{t_{1}}{R_{1}}}+{\frac{t_{2}}{R_{2}}}}
ここで、
- r1とr2は、石鹸フィルムの曲率の主半径、または織物の経糸と緯糸の方向です
- t1とt2は、関連する方向の張力です
- wは平方メート
測地線または測地線は、通常、サーフェス上の二つの点の間の最短線です。 これらの線は、通常、切断パターンの継ぎ目線を定義するときに使用されます。 これは、平面布が生成された後の相対的な真直度によるものであり、その結果、布の消耗が少なくなり、布の織り方とのより近い整列が生じる。
プレストレスがあるが無負荷曲面w=0では、t1R1=−t2R2{\displaystyle{\frac{t_{1}}{R_{1}}}=-{\frac{t_{2}}{R_{2}}}}
。
石鹸フィルムでは、表面張力は両方向に均一であるため、R1=−R2。
強力な非線形数値解析プログラム（または有限要素解析）を使用して、ファブリックとケーブル構造を見つけて設計することが可能になりました。 プログラムは、大きな偏向を可能にする必要があります。
ファブリック構造の最終的な形状または形態は、以下に依存する：
- ファブリックの形状またはパターン
- 支持構造（マスト、ケーブル、リングビームなど）の幾何学的形状。)
- 布またはその支持構造に適用されるプリテンション
これは、膜を変形させ、構造全体の局所的な故障または進行的な故障につながる可能性があ
雪の負荷は、水のように雪が構造から流れ落ちないことが多いため、膜構造にとって深刻な問題になる可能性があります。 例えば、これは過去にヒューバート-H-ハンフリー-メトロドーム、ミネソタ州ミネアポリスの空気で膨張した構造の（一時的な）崩壊を引き起こした。 ポンディングになりやすいいくつかの構造は、それらの上に落ち着く雪を溶かすために加熱を使用します。
サドル形状多くの異なる二重曲線の形があり、その多くは特別な数学的性質を持っています。 最も基本的な二重曲線は、双曲線放物面（すべてのサドル形状が双曲線放物面であるわけではない）であり得るサドル形状である。 これは二重支配された表面で、軽量の貝の構造の両方で頻繁に使用されます（双曲面の構造を見て下さい）。 真の支配された表面は、引張構造ではめったに見られません。 他の形態は、反塑性サドル、様々な放射状の、円錐形のテント形態およびそれらの任意の組み合わせである。
PretensionEdit
Pretensionは、構造要素に人為的に誘発される張力であり、自重または課された負荷に加えて、それらが運ぶことができる。 普通非常に適用範囲が広い構造要素がすべての可能な負荷の下で堅く残ることを保障することを使用する。
自負の日々の例は床から天井に動くワイヤーによって支えられる棚付けの単位である。 ワイヤーが張力をかけられているのでワイヤーは棚を握る–ワイヤーが緩ければシステムは働かない。
プリテンションは、その端からそれを伸ばすか、それをサポートするケーブルをプリテンションすることによって、その形状を変更することによっ 適用されるプリテンションのレベルは、膜構造の形状を決定する。
Alternative form-finding approached edit
alternative approximated approach to the form-finding problem solution is based on a total energy balance of a grid-nodal system.このアプローチは、グリッド-ノードシステムの全エネルギーバランスに基づいています。 その物理的な意味のために、このアプローチはStretched Grid Method（SGM）と呼ばれています。
