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膜結(jié)構(gòu)-建筑結(jié)構(gòu)中的新發(fā)展形勢
時間:2021-04-01  來源:管理員


膜結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)類型,它打破了純直線建筑風(fēng)格的模式,以其獨有的優(yōu)美曲面造型,簡潔、明快、剛與柔、力與美的組合,給人耳目一新的感覺,同時給建筑設(shè)計師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的時代感和代表性,是集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工、材料科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等為一體的多學(xué)科交叉應(yīng)用工程,具有很高的技術(shù)含量和藝術(shù)感染力,其曲面可以隨建筑師的設(shè)計需要任意變化。結(jié)合整體環(huán)境,建造出標(biāo)志性的形象工程,并且實用性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。既可應(yīng)用了大型公共設(shè)施,如體育場館的屋頂系統(tǒng)、機(jī)場大廳、展覽中心、購物中心、停車場、站臺設(shè)施等。又可應(yīng)用于休閑設(shè)施、工業(yè)設(shè)施、入口廊道以及標(biāo)志性或景觀性的建筑、小品等。


由于膜材料本身沒有壓縮和彎曲剛度,因此其剛度和穩(wěn)定性需要依靠膜表面的曲率和預(yù)應(yīng)力來改善,對于膜結(jié)構(gòu)來說,任何時候都沒有應(yīng)力自由狀態(tài),因此膜表面的形狀必須最終滿足一定邊界條件。以一定的預(yù)應(yīng)力條件下的機(jī)械平衡、載荷分析和切削分析為基準(zhǔn)進(jìn)行。在外荷載作用下,薄膜中的一個方向應(yīng)力增大,另一個方向應(yīng)力減小,這就要求在最不利的荷載作用下,初始拉應(yīng)力不應(yīng)減小到零,即沒有褶皺。索膜結(jié)構(gòu)的支架是一種不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的支架結(jié)構(gòu),由于其獨特的新穎性和優(yōu)美豐富的外形而得到了廣泛的應(yīng)用。而它打破了以往施工、結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程,從一開始結(jié)構(gòu)工程師就直接參與了結(jié)構(gòu)選型的過程。膜材料是一種新型的建筑材料,已被公認(rèn)為繼磚、石、混凝土、鋼材和木材之后的第六類建筑材料,減少結(jié)構(gòu)的變形必須增加結(jié)構(gòu)的阻力,并通過改變膜結(jié)構(gòu)的形狀來分散荷載,從而獲得最小的內(nèi)部荷載。力量成長。

膜結(jié)構(gòu)建筑造型豐富多彩,千變?nèi)f化,按照支承方式分為充氣式膜結(jié)構(gòu)、張拉膜結(jié)構(gòu)和骨架支承膜結(jié)構(gòu)。 

1.骨架式膜結(jié)構(gòu) 以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架,在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式,下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高,因屋頂造型比較單純,開口部不易受限制,且經(jīng)濟(jì)效益高等特點,廣泛適用于任何大,小規(guī)模的空間。 

2.張拉式膜結(jié)構(gòu) 以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成,利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除了可實踐具創(chuàng)意,創(chuàng)新且美觀的造型外,也是最能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),且具豐 富的表現(xiàn)力,所以造價略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。 

3.充氣式膜結(jié)構(gòu) 充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊,利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后,使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,以抵抗外力,因利用氣壓來支 撐,及鋼索作為輔助材,無需任何梁,柱支撐,可得更大的空間,施工快捷,經(jīng)濟(jì)效益高,但需維持進(jìn)行24小時送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),在持續(xù)運(yùn)行及機(jī)器維護(hù)費用的成本上較高。

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