一种张拉膜结构教学模型制造技术

本发明专利技术公开了一种张拉膜结构教学模型，包括工作平台(3)、支撑结构(2)及至少一层膜面(1)，所述支撑结构(2)固定位于所述工作平台(3)上，所述膜面(1)固定位于所述支撑结构(2)上。所述工作平台(3)的中心位置设置有贯穿上下的第一孔(31)。所述支撑结构(2)包括第一支撑杆(21)及至少三个第二支撑杆(22)。本发明专利技术的教学模型制作成本较低，制作简单，学生可以独立完成全部操作，利于教学推广。

【技术实现步骤摘要】
一种张拉膜结构教学模型
本专利技术属于模型制作
，涉及一种张拉膜结构教学模型。
技术介绍
张拉膜结构是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。张拉膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。为了更清楚直观的认识此类结构体系，体会膜结构造型新颖自由的特点，并对其承载原理有一定的理解，在教学时可以使用相关的教学模型，同时，学生自己也可以动手制作不同形状的张拉膜结构，以便更好地理解学习此类膜结构。目前为止，还未发现有相关教学模型。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种张拉膜结构教学模型，可以使高校学生更清楚直观的认识此类结构体系，体会膜结构造型新颖自由的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种张拉膜结构教学模型，包括工作平台、支撑结构及至少一层膜面，所述支撑结构固定位于所述工作平台上，所述膜面固定位于所述支撑结构上。所述工作平台的材质可为铝、铝合金或铁等。所述工作平台的形状为正方形、菱形、圆形、长方形等，优选为正方形或圆形，这样有利于撑杆的布置，形成的屋面形状更美观多样。所述工作平台的中心位置设置有贯穿上下的第一孔。所述第一孔的直径至少为10mm。以第一孔为圆心，半径至少为15cm的圆周上均匀布设至少三个上下贯穿的第二孔。在第二孔所在圆周的外围区域，均匀布设若干个上下贯穿的孔，用于安装支撑杆，以改变撑点的位置，从而调节张拉膜的结构、形状。所述支撑结构包括第一支撑杆及至少三个第二支撑杆。所述第一支撑杆的长度大于第二支撑杆的长度。所述第一支撑杆的长度可自由调节，所述撑杆长度也可多样制作，可满足各类张拉膜形状要求。所述第二支撑杆的一端穿过工作平台上设置的第二孔，在工作平台的下面用螺母固定连接。所述第二支撑杆的另一端设有通孔，用于连接膜面。第二支撑杆可以制作成不同的长度，学生可以根据自己想要的张拉点高度自行选杆安装。所述第一支撑杆的一端设有长度至少为20mm的螺纹，第一支撑杆的一端贯通工作平台上设置的第一孔，且在工作平台上下方均用螺母固定；设置螺纹可以便于调节第一支撑杆高出工作平台的高度，实现不同的支撑点高度，便于膜面张拉形状的调节；另一端设有圆环用于连接膜面。所述膜面采用的布为莱卡布，周围张拉可以形成不同的形状，张拉力的施加使得膜结构具有一定的承载能力，承载力的大小与张拉力的施加大小与膜面张拉点布置密切相关，学生可以自行随意调整，体会其变化。所述膜面的材质可为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯或橡胶等。由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术的教学模型制作成本较低，制作简单，学生可以独立完成全部操作，利于教学推广。本专利技术的教学模型撑杆位置和高度变化多样，学生可自行选择，膜与撑杆通过通孔连接，可以直接用针线固定，操作简单，且在铺膜时学生可以用不同的力度张拉膜，不同的力进行张拉会得到不同的膜面形状，且膜的承载力也会差别很大，这可以使学生更清楚直观的认识此类结构体系，体会膜结构造型新颖自由的特点，并对其承载原理有一定的理解。附图说明图1是本专利技术实施例的张拉膜结构教学模型的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例的张拉膜结构一种工作平台及支撑结构布置的示意图。图3是本专利技术实施例的第一支撑杆与工作平台连接的示意图。图4是本专利技术实施例的张拉膜结构另一种工作平台及支撑结构布置的示意图。其中，1为膜面，2为支撑结构，3为工作平台，21为第一支撑杆，22为第二支撑杆，31为第一孔，32为第二孔。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1张拉膜结构教学模型，如图1所示，图1是本专利技术实施例的张拉膜结构教学模型的整体结构示意图。包括工作平台3、支撑结构2及至少一层膜面1，所述支撑结构2固定位于所述工作平台3上，所述膜面1固定位于所述支撑结构2上；薄膜采用弹性较好的莱卡布来模拟，周围张拉可以形成不同的形状，张拉力的施加使得膜结构具有一定的承载能力，承载力的大小与张拉力的施加大小与膜面张拉点布置密切相关，学生可以自行随意调整，体会其变化。主体结构来控制张拉点位置，以控制张拉膜结构的形状。如图2所示，图2是本专利技术实施例的张拉膜结构一种工作平台及支撑结构布置的示意图。(1)用一块正方形铝板作为工作平台3，在铝板上不同位置打孔以放置立杆，根据一般膜结构张拉特点布置孔位。首先在中心位置布置了1个孔点即第一孔31，因一般圆心处立杆受力较大，需要有更强的抗弯性和稳定性，故增大孔径，放置较粗的立杆，然后以中点为圆心，30cm为半径，在圆周上均匀布置了12个孔点第二孔32，并且在圆心布置了1个孔点第一孔31，然后在第二孔32的外围额外布置了4个孔点，以便撑杆位置多样布置，张拉形成多样的膜面形状。(2)中心处的第一支撑杆21因受力较大，采用10mm直径的螺纹铁杆作为第一支撑杆21，在铝板上下面拧两个螺栓来控制第一支撑杆21的位置，螺纹的设置可以使得第一支撑杆21的高度上下手动调节，在第一支撑杆21顶面焊接一个小圆环用以连接膜面1。如图3所示，图3是本专利技术实施例的第一支撑杆与工作平台连接的示意图。(3)周围的第二支撑杆22不设置螺纹，采用6mm直径的铁杆，铝板下通过螺栓固定，便于拆卸，顶点上穿孔，用以连接膜面1。并且额外制作几根不同长度的立杆，方便更换不同长度立杆，调节高度。(4)膜面1采用弹性较好的白色莱卡布，因膜结构形态受初应力状态的影响较大，故不同的张拉力以及不同的张拉位置都会得到不同的形状。学生可以根据个人意愿，将布进行裁剪，与不同的立杆相连，可以用针线穿过杆顶通孔，与莱卡布缝连即可。更换不同长度的立杆或者调解中心杆的高度，及可得到不同的膜面形状。实施例2一种张拉膜结构教学模型，包括工作平台3、支撑结构2及至少一层膜面1，所述支撑结构2固定位于所述工作平台3上，所述膜面1固定位于所述支撑结构2上；工作平台3的材质选为铝合金，形状为圆形，这样有利于撑杆的布置，形成的屋面形状更美观多样。在工作平台3的中心位置设置有贯穿上下的第一孔31；直径至少为10mm，以第一孔31为圆心，半径至少为15cm的圆周上均匀布设6个上下贯穿的第二孔32。也可以在第二孔32所在圆周的外围区域，均匀布设若干个上下贯穿的孔，用于安装支撑杆，以改变撑点的位置，从而调节张拉膜的结构、形状。支撑结构2包括第一支撑杆21及至少三个第二支撑杆22；第一支撑杆21的长度大于第二支撑杆22的长度；第二支撑杆22的一端穿过工作平台3上设置的第二孔32，在工作平台3的下面用螺母固定连接；第二支撑杆22的另一端设有通孔，用于连接膜面1。第二支撑杆22可以制作成不同的长度，学生可以根据自己想要的张拉点高度自行选杆安装。第一支撑杆21的一端设有长度至少为20mm的螺纹，第一支撑杆21的一端贯通工作平台3上设置的第一孔31，且在工作平台3上下方均用螺母固定；设置螺纹可以便于调节第一支撑杆21高出工作平台3的高度，实现不同的支撑点高度，便于膜面张拉形状的调节；另一端设有圆环用于连接膜面1。膜面1的材质选为聚四氟乙烯。实施例3一种张拉膜结构教学模型，包括工作平台3、支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张拉膜结构教学模型，其特征在于：包括工作平台(3)、支撑结构(2)及至少一层膜面(1)，所述支撑结构(2)固定位于所述工作平台(3)上，所述膜面(1)固定位于所述支撑结构(2)上。

【技术特征摘要】
1.一种张拉膜结构教学模型，其特征在于：包括工作平台(3)、支撑结构(2)及至少一层膜面(1)，所述支撑结构(2)固定位于所述工作平台(3)上，所述膜面(1)固定位于所述支撑结构(2)上；所述工作平台(3)的中心位置设置有贯穿上下的第一孔(31)；以第一孔(31)为圆心，半径至少为15cm的圆周上均匀布设至少三个上下贯穿的第二孔(32)；在第二孔(32)所在圆周的外围区域，均匀布设若干个上下贯穿的孔，用于安装支撑杆；所述支撑结构(2)包括第一支撑杆(21)及至少三个第二支撑杆(22)，所述第一支撑杆(21)的长度大于第二支撑杆(22)的长度。2.根据权利要求1所述的张拉膜结构教学模型，其特征在于：所述工作平台(3)的材质为铝、铝合金或铁。3.根据权利要求1所述的张拉膜结构教学模型，其特征在于：所述工作平台(3)的形状为正方形、菱形、圆形、长方形。4.根据权利要求1所述的张拉膜结构教学模型，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彬，于艳，张其林，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31