脊谷式膜面是膜結(jié)構(gòu)建筑中的一種典型形式，以其獨特的波浪形曲面和高效的力學(xué)特性被廣泛應(yīng)用于大跨度公共建筑中。以下為您詳細介紹：

 1. 定義與結(jié)構(gòu)特征

 定義：在兩高點之間布置平行脊索，在兩低點之間布置平行谷索，形成高低相間、曲面呈波浪形的結(jié)構(gòu)。脊索與谷索之間的膜面呈現(xiàn)負高斯曲率，能高效分散外部荷載。

 幾何特點：

   波浪形曲面：通過脊索（波峰）和谷索（波谷）的交替排列，形成重復(fù)的波浪形單元。

   負高斯曲率：膜面在脊索和谷索之間形成雙曲拋物面，類似馬鞍形，但具有周期性重復(fù)的韻律感。

   矩形平面：結(jié)構(gòu)平面多為矩形，便于模塊化設(shè)計和施工。

 2. 構(gòu)造方式

 脊索與谷索布置：

   脊索：位于波峰處，沿結(jié)構(gòu)長邊平行布置，提供膜面的縱向張力。

   谷索：位于波谷處，沿結(jié)構(gòu)短邊平行布置，平衡膜面的橫向荷載。

 加強索設(shè)計：當跨度較大或荷載較高時，在脊索和谷索之間增設(shè)橫向加強索，提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

 支承方式：

   桅桿支承：通過獨立桅桿張拉脊索和谷索，適用于中小型建筑。

   拱或吊環(huán)支承：利用拱形結(jié)構(gòu)或吊環(huán)懸掛膜面，增強結(jié)構(gòu)剛度。

 3. 材料與力學(xué)特性

 材料選擇：

   脊索與谷索：采用高強度鋼纜，預(yù)張力可調(diào)，確保膜面形狀穩(wěn)定。

   膜材：通常為PVC或PTFE涂層織物，具有透光性、自潔性和柔韌性。

 力學(xué)優(yōu)勢：

   荷載分散：波浪形曲面將外部荷載（如風(fēng)、雪）分解為沿脊索和谷索的張力，避免應(yīng)力集中。

   穩(wěn)定性強：負高斯曲率曲面與索的預(yù)張力共同作用，提升結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震能力。

   適應(yīng)性廣：可通過調(diào)整脊索和谷索的間距、高度，適應(yīng)不同跨度與荷載需求。

 4. 應(yīng)用場景

 大跨度建筑：

   機場航站樓：如美國丹佛國際機場，利用脊谷式膜面覆蓋廣闊空間，兼顧功能與美學(xué)。

   體育場館：為觀眾席提供遮蔭，同時實現(xiàn)自然采光與空氣流通。

   文化展覽中心：創(chuàng)造獨特的建筑形態(tài)，吸引人流。

 優(yōu)勢：

   經(jīng)濟效益：膜材輕質(zhì)高強，降低基礎(chǔ)與支承結(jié)構(gòu)成本。

   施工便捷：模塊化設(shè)計，工廠預(yù)制膜單元與索構(gòu)件，現(xiàn)場組裝快速。

   環(huán)保節(jié)能：膜材透光性減少照明能耗，自然排水減少維護成本。