煙臺膜結構景觀(guān)的一個(gè)突出特點(diǎn)是其形狀的多樣性,存在著(zhù)無(wú)限的曲面可能性。對于氣承式氣膜結構景觀(guān),充氣后的表面主要是球形或圓柱形,可能沒(méi)有太多選擇。對于由索或骨架支撐的膜結構景觀(guān),其表面可以根據建筑師的想象進(jìn)行改變。
多年來(lái),各國舉辦的博覽會(huì )都突出了膜結構景觀(guān)不斷變化的形態(tài)。在這些博覽會(huì )上,所有大大小小的展廳都以新穎獨特的造型吸引觀(guān)眾,膜結構景觀(guān)可以達到這一目的。例如,1985年在日本茨城縣舉行的國際科技博覽會(huì )的入口處,就是一扇用彩色薄膜材料做成的拱門(mén)。在很多展廳里,膜結構景觀(guān)尤為引人注目。例如,火烈鳥(niǎo)館用鋼梁和鋼纜組成的框架支撐平的凹凸屋頂。美國館有一個(gè)銀白色的屋頂,懸掛在高聳的桅桿上。25個(gè)尖頂帳篷懸掛在電力館的中心塔上。反射的火焰就像夜晚燃燒的火焰。其他建筑如候車(chē)亭、電話(huà)亭、走廊和廁所也出現了各種形式的薄膜材料。
就形狀而言,它對建筑師來(lái)說(shuō)非常重要。一般建筑物的形狀通常是由建筑師很好的先決定的。膜結構景觀(guān)不同。很好的先,它的變形大于一般結構。其次,它的形態(tài)是在施工過(guò)程中逐漸形成的。有一個(gè)形狀確定的問(wèn)題,這需要結構工程師的參與。需要確定結構在初始荷載作用下的初始形狀,即在膜重(有時(shí)是索)和預應力作用下結構體系的平衡位置。在初步設計階段,根據建筑要求設置近似幾何形狀,然后對膜面施加預應力以承受張力,其形狀也隨之發(fā)生變化。通過(guò)對預應力進(jìn)行連續調整,可以得到理想的幾何形狀和應力分布狀態(tài)。
懸索結構中索網(wǎng)的形狀與膜結構景觀(guān)相同。例如1968年蒙特利爾世博會(huì )德國館和1972年慕尼黑奧運會(huì )主體育場(chǎng)都有特殊形狀需要確定,當時(shí)只能用比例模型求解。這種方法也用于早期的膜結構景觀(guān),從更簡(jiǎn)單的肥皂膜到織物或金屬絲。因為它不能作為一個(gè)完整尺寸的幾何模型來(lái)保證它的正確性。但對設計師來(lái)說(shuō)也是一種有效的手段。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展,膜結構景觀(guān)的形狀越來(lái)越依賴(lài)于計算機。在膜結構景觀(guān)設計理論中,出現了一個(gè)特殊的研究課題——找形。為了找到一個(gè)合理的幾何形狀,膜結構景觀(guān)的初始形狀可以通過(guò)計算機多次迭代來(lái)確定。
膜結構景觀(guān)設計打破了傳統的先造后結構的設計方法,要求建筑設計與結構設計緊密結合。在設計過(guò)程中,建筑師和結構工程師坐在一起確定建筑物的形狀,并進(jìn)行必要的計算和分析。此時(shí),設計建筑的平面形狀、立面要求、支點(diǎn)設置、材料類(lèi)型和預應力大小將成為相互制約的因素。完美的設計是上述矛盾統一的結果。