时间:2024-01-22 18:37
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充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,依靠曲面内外起亚差来维持膜曲面的形状,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支撑,充气式膜结构是在膜结构构成的室内冲入空气,保持室内的空气压力大于室外的空气压力,由此使膜材料出于张力状态来抵抗荷载及外力的构造形式,及钢索作为辅助材料,无需要梁和柱子支撑,可得到更大的空间。是通过边界条件给膜材施加一定预张应力,膜既是建筑的围护体又作为结构以抵抗外部负荷的作用,因此在一定的初始条件下,形状的确定,在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维空间等一系列的复杂问题,都需要通过计算来确定,张拉膜结构因为施工精度要求高,结构性能强,并且有的表现力,所以造价高于骨架式膜。
膜结构能够从根本上克服传统结构在大跨度建筑上实现所遇到的 困难,可建造出巨大,明亮,无遮挡的可视大空间。膜结构突破了传 统的建筑结构形式,可形成各种自由空间曲面,不重复,多变化。
PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片(1aminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,且具有防沾污的优点。但因加工性、施工性与防火性不佳,使用受到一定的限制。膜结构的设计与施工膜结构建筑的结构计算通常由计算机完成,其复杂型体的整体空间作用和繁杂的抗风计算是从事一般建筑结构设计的工程师完成的 [4] 。国外 各大从事膜结构建筑设计和安装的公司,都各自开发了大型的软件,但为了控制市场都严格保密。目前国内已经出现的诸如上海八万人体育场等少数膜结构建筑,也都是外国公司设计的。我国自行设计的大型膜结构还很少,国内也尚无成熟的理论计算方法及相应的计算设计程序,制约了膜结构在我国的发展、应用与研究。
用的是聚乙烯膜,或以聚乙烯和聚氯乙烯热熔后制成的复合膜,其抗紫外线及自洁性强,此种膜张力强度不大,属于半结构性的膜材。 织布合成膜:以聚酯、玻璃、纤维织成的基材,双面涂以PVC树脂,再用热熔法覆盖聚氟乙烯膜,制成复合膜。 张拉式薄膜结构 张拉式薄膜结构亦称帐篷结构,或预应力薄膜结构。由于膜材很轻,为了结构的稳定性,在薄膜内施加较大的预应力,因此,薄膜曲面总有负高斯曲率。 张拉膜结构的边界可以是刚性边缘构件,也可以是柔性索。 张拉式索膜体系富于表现力、结构性能强,但造价稍高,施工精度要求也高。 膜的找形及裁剪、钢索的布置等是张拉膜结构设计的关键。上海八万人体育场 骨架式薄膜结构 骨架式薄膜结构实质为依靠下部的钢骨架承受荷载,膜材主要起围护结构的作用。因膜材重量轻,可以减轻下部钢结构的自重。 骨架式索膜建筑常在某些特定的条件下被采用,是由于其结构方式本身的限性:骨架体系自平衡,膜体仅为辅助物,膜体本身的强大结构作用发挥不足等,有人将其称之为二次重复结构。骨架方式与张拉方式的结合运用,常可取得更富于变化的建筑效果。骨架式索膜体系建筑表现含蓄,结构性能有一定的限性,造价低于张拉式体系。 国家体育中心“鸟巢” 能容纳10万人(2万临时),开合屋盖:长轴340m,短轴294m。 建筑及结构特点: 围护结构为覆盖膜,钢承重骨架。 结构特点: 24根钢柱等距布置,主桁架高度12.5m,主要杆件截面为1.2m 1.2m的箱形断面 主钢架平面外的稳定由与其相交的次结构。 充气式薄膜结构 充气式索膜建筑历史较长,但因其在使用功能上明显的限性,如形象单一、空间要求气闭等,使其应用面较窄。但充气式索膜体系造价较低,施工速度快,在特定的条件下又有其明显的优势。