膜结构建筑的形态设计方法主要有:单元法和自由构图法。单元法是以膜结构造型基本构成元素为基础,通过按照一定规则组合变形创作的一种。
(1)小型封闭膜结构和开敞式膜结构建筑方案设计
小型封闭膜结构和开敞式膜结构建筑是指跨度较小、单元组合种类和数量较少,以及开敞式的小品类的膜建筑,一般其规模比较小。对于其方案创作,在对建设地点的环境气候以及相关的实际因素有了清楚的了解后,形成初步的创作方向。在这个基础上,一般根据不同的现实情况,可以分三步确定初始方案:
首先要根据需要覆盖的空间进行平面投影,同时和功能空间要求相结合,选择合适的单元造型或单元组合。在这一步的工作阶段,设计师的主观成分占据主导地位,在很大程度上反映了建筑师对建筑存在的外部周围环境、内在要求等的综合解读和再创造。
其次是根据膜单元的受力特性设置必要的结构支撑。这一部分包含两个层面,前一个是仅从膜面本身受力状态出发,理想化地配合膜结构支撑,充分展现膜结构的力与美的魅力,后一个层面是结合建设施工条件,调整支撑结构以便于方案可实施。
第三是对以上产生的方案优化。优化原则是:
(1)尽量增大膜面曲率;
(2)尽量增大膜面等高线密度;
(3)尽量减小膜面张拉角点或边界的距离以缩小跨度;
(4)尽可能用受拉构件替代受压构件。以上优化原则不是必要条件,设计过程中要注意全面权衡有能力影响膜造型的各种因素,使创作方案趋向更加完善,从而在整体上形成尽量合理的选择可能。