膜结构简介

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膜结构的类型

膜结构的类型

膜结构的类型膜结构是一种特殊的建筑结构形式,通过利用膜材料的高强度、轻质和柔韧性,实现了大跨度、自由曲面和独特形态的建筑设计。

膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、会议中心、机场候机楼等建筑类型中,成为现代建筑中的一种重要形式之一。

膜结构可以分为气囊膜结构、拉伸膜结构和膜面结构三种类型。

气囊膜结构是利用气体对膜材料进行支撑,形成空间结构,具有轻便、柔软、易于安装和拆卸的特点,常用于临时建筑和临时遮阳棚。

拉伸膜结构是通过预应力技术将薄膜材料固定在支撑结构上,形成一种具有自重的空间结构,常用于大跨度建筑和建筑遮阳系统。

膜面结构是将薄膜材料作为表面覆盖在建筑结构上,起到保护和装饰作用,常用于建筑外墙、屋顶和天棚。

膜结构具有许多优点。

首先,膜结构具有良好的透光性和透气性,可以实现自然采光和通风,减少能耗和环境污染。

在实际应用中,膜结构被广泛应用于各种建筑类型中。

体育场馆是膜结构的典型应用领域,如北京国家体育场“鸟巢”和上海世博会中国馆等建筑,采用了大跨度、自由曲面的膜结构设计,成为城市地标和文化符号。

展览馆和会议中心也是膜结构的重要应用领域,如广州琶洲展览馆和深圳保利剧院等建筑,采用了拉伸膜结构设计,展示了现代建筑的时尚和创新。

机场候机楼是膜结构的新兴应用领域,如北京大兴国际机场T3航站楼和成都天府国际机场航站楼等建筑,采用了膜面结构设计,提升了建筑的功能性和美观性。

总的来说,膜结构作为一种新型的建筑结构形式,具有许多优点和特点,被广泛应用于各种建筑类型中。

随着科技的不断进步和材料的不断创新,膜结构在建筑设计领域将发挥越来越重要的作用,为人类创造出更加美好、舒适和可持续发展的建筑环境。

相信在未来的建筑设计中,膜结构将继续发挥重要作用,成为建筑设计的新潮流。

膜结构介绍

膜结构介绍

膜结构介绍 一种适合建筑的新材料的出现,必然引建筑结构的革命,如历史上的混凝土和钢材,70年代以来,以欧美为中心发展起来的新型织物膜材,也是如此,用这种优良的织物,辅以柔性或钢性支撑,可绷成一个曲率互反,有一定刚度和张力的结构体系。

这种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体,具有以下优秀的特点: 1、造型的艺术性。

它既能充分发挥建筑师的想象力,又能体现结构构件清晰受力之类。

2、良好的自洁性。

膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。

3、施工的快捷性。

膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,现场只进行半成品组装,因此施工简便快捷,施工周期短。

4、较好的经济性。

由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,因而比较节约能源,降低了长期使用费用,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。

5、 结构自重轻,非常适合于建造大跨度空间结构。

膜结构的分类 膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构(Tension/Suspension membrane structure)、骨架式膜结构(Frame membrane strcture,Cable dome membrane structure)、组合式膜结构(Compound membrane structure)等几大类。

充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜 应 用 领 域:★ 体育设施: 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。

★ 商业设施: 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店(挑檐)等。

★ 文化设施: 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。

★ 交通设施: 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。

★ 工业设施: 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。

★ 景观设施: 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。

膜结构的形式

膜结构的形式

膜结构的形式
膜结构是一种利用柔性、轻质材料和张力来创造出空间形式的建筑结构,这种结构通常采用高强度材料如聚酯、聚氯乙烯等,使其柔软、耐久并具有防水性能。

膜结构的形式多种多样,其中最常见的形式为单曲面、双曲面和自由曲面。

单曲面结构通常呈现出一个弓形或拱形,比较适合用于建造体育馆、展馆和大型活动场所等。

双曲面结构则具有更高的稳定性和更大的空间覆盖面积,通常用于建造景观帐篷、空中码头和机场候机厅等。

自由曲面结构则可根据建筑设计需要任意变化形态,可以被用于创造出非常独特的建筑形式,如华盛顿国家动物园的熊猫馆。

膜结构的形式还可以根据其支撑方式进行分类,如拉索支撑、压力支撑等。

其中拉索支撑膜结构适用于长跨度建筑和大型空间覆盖,它可以按照建筑需要随意变换形态,同时具有轻质、柔韧、耐久、防水、隔热等特点。

压力支撑膜结构则可以用于建造一些简单的临时建筑,如展厅、遮阳棚等。

总之,膜结构的形式非常丰富多样,它具有轻质、柔性、透明、美观、节能等诸多优点,被广泛应用于建造大型活动场馆、机场、展馆、汽车站、商场等建筑。

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膜结构介绍

膜结构介绍

膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。

膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层,配以优质的PVC组成的具有稳定的形状,并可承受一定载荷的建筑纺织品。

它的寿命因不同的表面涂层而异,一般可达成12-50年。

膜结构建筑的特点及应用领域:膜结构是一种全新的建筑结构形式,它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体,具有很高技术含量。

其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化,结合整体环境,建造出标志性的形象工程。

艺术性:充分发挥建筑师的想象力,又体现结构构件清晰受力之美。

经济性:由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源。

同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。

大跨度:膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。

自洁性:膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。

工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,可减少现场施工时间,避免出现施工交叉,相对传统建筑工程工期较短。

膜建筑可广泛应用于大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等,又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。

一,什么是膜结构?膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。

膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。

它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。

膜结构的介绍及应用

膜结构的介绍及应用

膜结构的介绍及应用膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。

它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。

其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。

这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。

一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式1.骨架式膜结构(FrameSupportedStructure)以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。

2.张拉式膜结构(TensionSuspensionStructure)以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达到安定的形式。

除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式.近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。

因施工精度要求高,结构性能强,且具丰富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。

3.充气式膜结构(PneumaticStructure)充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,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,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得到更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。

二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。

膜结构

膜结构

膜结构的工程实例
气承式膜结构是将膜面周围的边 缘固定于闭合刚性支撑结构或 基础上,利用风机对膜建筑室 内持续送风达到一定气压力, 维持稳定形态Байду номын сангаас抵抗外部荷载 作用。

气囊式膜结构为自立式双层膜,在 双层膜之间充气加压而形成具 有一定刚度和稳定的建筑形态, 依靠双层膜整体来承受外部荷 载。
日本大阪世博会美国馆
日本大阪世博会富士馆
索系支承式膜结构
• 索系支承式膜结构由空间索系作为主要承重结构, 在索系上布置按要求张紧的膜材。索系支承式膜 结构主要由索、杆和膜构成,其特点是三者共同 其承重作用。
膜结构的材料
• 膜材料可分为两大类:带织物基材的膜材料和不带织物基材 的膜材料。 • 带织物基材的膜材又分为两部分,内层是纤维编织成的织 物基材,外层没涂层
膜结构的形式
• 膜结构的形式有多种不同的分类方法,按 膜材料及其相关构件的受力方式,将膜分 为四种形式:空气支承膜结构,整体张拉 式膜结构,骨架支承式膜结构,索系支承 式膜结构
空气支承膜结构
空气支承膜结构是利用膜内外空气 的压力差为膜材料施加预应力,使 膜面能覆盖所形成的空间,分为气 承式和气囊式两种。
第九章
膜结构
什么是膜结构?
膜结构是20世纪中期发展起来的一种新 型建筑结构类型,是建筑与结构完美结合 的结构体系,是采用高强度柔性薄膜材料 与辅助结构通过一定方式使其内部产生一 定的预张应力,并形成应力控制下的某种 空间形状,作为覆盖结构或建筑物主体。
膜结构的特点
• • • • • • 大跨度 艺术性 经济性 安全性 自洁性 工期短
整体张拉式膜结构
• 整体张拉式膜结构是由稳定的空间双曲面 张拉膜面、支承桅杆体系、支承索与边缘 索等构成的体系。

膜结构最大跨度

膜结构最大跨度

膜结构最大跨度1. 简介膜结构是一种具有轻质、高强度和良好透光性的建筑结构形式,广泛应用于体育馆、会展中心、车站等大跨度空间的建筑中。

膜结构最大跨度是指膜结构所能覆盖的最大距离,是衡量膜结构设计和施工水平的重要指标之一。

2. 膜材料选择在选择膜材料时,需要考虑以下因素:•强度:膜材料需要具备足够的强度承受跨度内的荷载。

•透光性:如果需要在膜结构下进行活动或观看比赛等,透光性是一个重要考虑因素。

•耐候性:膜材料需要能够经受住气候变化和紫外线辐射的影响。

•可塑性:膜材料需要具备一定可塑性,以便于制作出各种形状的薄膜。

常见的膜材料包括聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯膜等。

这些材料具备良好的强度和透光性,同时也具有一定的耐候性和可塑性。

3. 结构形式选择膜结构的跨度与其结构形式密切相关。

常见的膜结构形式包括:•穹顶形:穹顶形是一种具有圆顶或半圆顶形状的膜结构,适用于大跨度空间的覆盖。

•双曲面形:双曲面形是一种由两个相互交织的双曲面组成的膜结构,能够承受大跨度和复杂荷载。

•坡屋顶形:坡屋顶形是一种倾斜的膜结构,适用于较小跨度但需要排水的场所。

根据具体需求和场地条件,选择合适的膜结构形式可以实现最大跨度。

4. 支撑系统设计支撑系统是保证膜结构稳定性和承载能力的关键。

常见的支撑系统包括:•钢索支撑:利用钢索作为主要支撑元素,通过张拉控制膜材料的张力分布。

•钢桁架支撑:利用钢桁架作为主要支撑结构,通过构件的刚性连接实现对膜材料的支撑。

•钢柱支撑:利用钢柱作为主要支撑元素,通过柱与梁的组合形式实现对膜材料的支撑。

在设计支撑系统时需要考虑以下因素:•荷载分配:根据膜结构的跨度和荷载要求,合理分配荷载至各个支撑点。

•结构稳定性:确保支撑系统具备足够的稳定性,能够承受外部荷载和风压力。

•施工可行性:考虑到施工过程中的可行性和效率,选择适合施工的支撑系统形式。

5. 工程案例5.1 鸟巢体育馆鸟巢体育馆是2008年北京奥运会主体育场,采用了穹顶形膜结构。

膜结构

膜结构

一、膜结构概述膜结构是用多种高强薄膜材料( PVC 或Teflon) 及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定的方式使其内部产生一定的预应力以形成某种空间结构形状,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。

膜结构有如下特点:造型活泼优美, 富有时代气息; 自重轻,适合大跨度的建筑; 可充分利用自然光,减少能源消耗;造价相对低廉,施工速度快;结构抗震性能好, 使用范围广。

膜结构可分为张拉膜结构和充气膜结构两大类。

张拉膜结构又可分为边界直接张拉成型和通过支撑、悬挂等成型两种;充气膜结构可分室内充气式和充气构件式两种。

张拉膜结构具有造型优美柔和、使用维护方便等特点,它适用于中小跨度的结构中,支撑、悬挂式也能用于大跨度结构中, 充气式膜结构适用于大中型跨度的建筑,但使用期间维护较为麻烦。

二、充气式膜结构早在1917 年,英国威廉·兰切斯特(Willian Lanchester)首次提出气承式( air - supported)帐篷,用于野战医院,并申请了专利,但由于当时的技术条件原因没有成为现实。

直到1946 年,美国沃尔特·勃德(Walter Bird)才首次造成了一座直径15m 的充气穹顶。

之后,德国的F. 奥托( F. Ot to) 把皂膜原理应用到膜结构设计中, 取得了不少经验。

1967年第一届国际充气结构会议在德国斯图加特( Stuttgart )召开。

这无疑给充气结构的发展注射了兴奋剂。

随后,各式各样的膜结构建筑出现在1970 年大阪世界博览会上,其中最具代表性的是D.盖格( David Geiger)设计的美国馆( T he U. S. Pavilion) , 其平面是140m×80m 椭圆形的室内充气结构,其次是川口卫( Mamoru Kaw aguchi) 设计的充气香肠构件式的富士馆( 图1)。

后来人们认为: 70 年大阪博览会是把膜屋顶系统地、商业性地向外界介绍的开始, 尤其是川口卫在这一领域内的研究成果,引起了国际的关注,是劲性结构向柔性结构转变的开始, 是建筑业的一个转折, 一次革命,尤如1851 年伦敦博览会上水晶宫( The Crystal Palace) 的建成,向人们展示了工业化建筑技术和幕墙施工技术; 1889 年巴黎博览会上埃菲尔铁塔( T he Eiffel Tow er )展示了摩天技术的能力和可能性一样, 1970 年大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。

膜结构定义

膜结构定义

膜结构定义膜结构是一种特殊的结构形式,它以薄膜为主要构件,通过张力和形变来支撑和传递荷载。

膜结构具有轻巧、灵活、美观等特点,在建筑、航空航天、体育场馆等领域得到广泛应用。

膜结构的主要构件是膜材料,常见的膜材料有聚氨酯、聚氯乙烯和聚酯等。

这些薄膜材料具有良好的延展性和耐久性,能够承受较大的荷载并保持形状稳定。

膜材料通过张拉在支撑结构上,形成曲面或双曲面的形状,从而实现整个膜结构的稳定性。

膜结构的搭建过程需要考虑材料的选择、结构的设计和施工的实施等因素。

首先,根据实际情况选择适合的膜材料,考虑到使用环境、荷载要求和耐久性等因素。

其次,根据膜结构的形状和尺寸,设计合理的支撑结构,使膜材料能够承受荷载并保持形状稳定。

最后,根据设计方案进行施工,将膜材料张拉在支撑结构上,形成整个膜结构。

膜结构具有许多优点。

首先,膜结构的重量轻,相比于传统的混凝土或钢结构,可以减少大量的材料消耗,降低建筑物的自重。

其次,膜结构的形状灵活多样,可以根据需要设计出各种曲线、曲面或双曲面的形状,增加建筑物的美观性。

此外,膜结构还可以透光透气,提供良好的采光和通风效果,使室内空间更加舒适。

膜结构在建筑领域得到广泛应用。

在大型体育场馆、展览馆和会议中心等场所中,膜结构被用于搭建屋顶和覆盖物,可以提供大跨度的无柱空间,使人们可以在室内进行各种活动。

此外,膜结构还可以用于建筑物的外墙和遮阳设施,起到保护和装饰的作用。

在航空航天领域,膜结构被用于搭建飞艇和宇航器的外壳,具有轻巧和耐久的特点。

除了建筑和航空航天领域,膜结构还可以应用于防水和防腐保护等方面。

膜材料具有良好的防水性能,可以用于建筑物的屋面和外墙,防止雨水渗透。

此外,膜结构还可以用于液体或气体的贮存和输送,在化工和环保领域发挥重要作用。

膜结构作为一种特殊的结构形式,具有许多优点和应用价值。

随着科学技术的不断发展和创新,膜结构将会有更广泛的应用前景。

通过不断改进材料和设计,提高膜结构的强度和稳定性,可以使其在更多的领域发挥作用,为人们的生活和工作带来便利和美好。

膜结构(membranestructure)中学生物理百科知识

膜结构(membranestructure)中学生物理百科知识

膜结构(membranestructure)中学生物理
百科知识
人才源自知识,而知识的获得跟广泛的阅读积累是密不可
分的。

古人有书中自有颜如玉之说。

杜甫所提倡的读书破万卷, 下笔如有神等,无不强调了多读书广集益的好处。

这篇膜结构(membranestructure)中学生物理百科知识,希望可以加强你
的基础。

膜结构(membranestructure)膜结构(membranestructure)膜结构是指构成膜的脂类和蛋白质的空
间排列。

图中的双层是脂类双分子层,具有很低的通透性,疏水部分的非极性端彼此相对。

a是具有疏水与亲水两部分,分
别与磷脂的疏水与亲水部分结合的嵌入蛋白;b是横跨脂类双
层中的嵌入蛋白;c是分布于脂类双层中的嵌入蛋白;d乃周缘
蛋白,它分布于脂类双分子层的表面;e为与嵌入蛋白相连接
的周缘蛋白。

感谢你阅读膜结构(membranestructure)中学生
物理百科知识。

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膜结构的类型

膜结构的类型

膜结构的类型
膜结构是一种新型的建筑结构形式,它以薄膜材料为主要构件,通过张拉或充气等方式形成的空间结构。

膜结构具有轻质、高强、透光、隔热、防水、耐腐蚀等优点,被广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心、机场、车站等建筑领域。

下面将介绍几种常见的膜结构类型。

1. 球面膜结构
球面膜结构是一种以球面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。

球面膜结构通常采用双曲面或抛物面的形式,通过张拉膜材料形成球面结构。

球面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。

2. 双曲面膜结构
双曲面膜结构是一种以双曲面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。

双曲面膜结构通常采用双曲面的形式,通过张拉膜材料形成双曲面结构。

双曲面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。

3. 抛物面膜结构
抛物面膜结构是一种以抛物面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。

抛物面膜结构通常采用抛物面的形式,通过
张拉膜材料形成抛物面结构。

抛物面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。

4. 环形膜结构
环形膜结构是一种以环形为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。

环形膜结构通常采用环形的形式,通过张拉膜材料形成环形结构。

环形膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。

膜结构是一种新型的建筑结构形式,它具有轻质、高强、透光、隔热、防水、耐腐蚀等优点,被广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心、机场、车站等建筑领域。

不同类型的膜结构具有不同的形态和特点,可以根据具体的建筑需求进行选择和应用。

膜结构展开面积计算公式

膜结构展开面积计算公式

膜结构展开面积计算公式摘要:1.膜结构简介2.膜结构展开面积计算公式概述3.膜结构展开面积计算公式推导4.膜结构展开面积计算公式应用实例5.结论正文:一、膜结构简介膜结构是一种新型建筑结构形式,具有轻质、高强、抗震、美观等特点,广泛应用于体育场馆、停车场、展览馆等建筑领域。

膜结构的主要材料是高分子聚合物膜材,其强度和刚度较低,因此,在设计膜结构时,展开面积的计算尤为重要。

二、膜结构展开面积计算公式概述膜结构展开面积计算公式用于计算膜结构在展开状态下的面积,是进行膜结构设计、施工和预算的关键参数。

膜结构展开面积计算公式包括膜材面积、焊接长度、膜材损耗等参数。

三、膜结构展开面积计算公式推导膜结构展开面积计算公式的推导过程较为复杂,一般采用经验公式或软件计算。

目前,国内外常用的膜结构展开面积计算公式有多种,如:梯形法、矩形法、圆环法等。

这些公式具有一定的误差,但在实际应用中,误差范围可以接受。

四、膜结构展开面积计算公式应用实例以一个直径为20 米,高度为10 米的圆柱形膜结构为例,采用梯形法计算其展开面积。

1.计算膜材宽度:首先,根据圆柱形膜结构的直径,计算出膜材的宽度。

宽度=直径/2=20/2=10 米。

2.计算展开长度:根据膜材的宽度和圆柱形膜结构的高度,计算出展开长度。

展开长度=圆周长/2+高度=2πr/2+h=πd/2+h=π×10/2+10=15.7 米。

3.计算展开面积:根据展开长度和膜材的宽度,计算出展开面积。

展开面积=展开长度×膜材宽度=15.7×10=157 平方米。

五、结论膜结构展开面积计算公式是膜结构设计、施工和预算的基础,掌握正确的计算方法,对保证膜结构工程的质量和安全具有重要意义。

膜结构及索膜结构综述

膜结构及索膜结构综述

膜结构及索膜结构综述——结构选型期中作业城市建设与管理学院10级景观建筑设计专业汪珂珂(20101150175)1.膜结构建筑概述膜结构也称为织物结构,是世纪中叶20 发展起来的一种新型空间结构形式,它以性能优良柔软织物为材料,由膜内空气压力支撑膜面,或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜面产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。

膜结构的起源可追溯至远古时代人们利用牛皮或布等制作的帐篷结构。

但是长期以来由于技术原因,这种结构发展并不快。

1970年日本大阪世界博览会,由美国工程师盖格尔(David Geiger)设计的美国馆,其屋顶采用空气支撑膜结构,平面尺寸达到83.5 m×142 m,采用以聚氯乙烯(PVC)涂层的玻璃纤维织物建造。

通常被认为是第一个现代意义上的大跨度膜结构。

虽然现代膜结构出现仅有几十年时间,但发展迅速。

在20 世纪后期成为国际上大跨度空间建筑及景观建筑的主要形式之一,具有强烈的时代感和代表性。

它是集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学、计算机技术等为一体的多学科交叉应用工程,具有很高的技术含量和艺术感染力,实用性强、应用领域广泛,既可应用于大型大跨度的公共建筑,如体育场馆、机场大厅、展览中心、购物中心,也适用于规模较小而造型各异的休闲景观设施、建筑小品等。

其发展潜力巨大,将成为21 世纪空间结构的发展主流。

2.膜结构的分类根据不同的支撑方式,通常将膜结构分为空气支撑式、张拉式及骨架支撑膜结构3大类。

2.1 充气式膜结构向由膜结构构成的室内充入空气,使室内的空气压力始终大于室外的空气压力,使膜材料处于张力状态来抵抗负载及外力的构造形式有单层结构和双层结构两种。

单层结构如同肥皂泡,单层膜的内压大于外压。

此结构具有大空间,重量轻,建造简单的优点,但需要不断输入超压气体及日常维护管理。

双层结构是在双层膜之间充入空气,和单层相比可以充入高压空气,形成具有一定刚性的结构。

膜结构

膜结构
工期短:膜材裁剪。拼合成型及骨架的钢结构、钢索均在工厂加工制作,现场只需组装,施工简便,故施工周期比传统建筑短。
设计编辑
膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。

膜结构主要成分

膜结构主要成分

膜结构主要成分膜结构是一种采用膜片作为主要构件的建筑结构形式。

膜结构主要由膜片、膜杆和膜节点三部分组成。

膜片是膜结构的主要承载构件,一般采用聚合物材料或玻璃纤维材料制成。

膜片具有轻质、柔性、透光性好等特点,能够承受一定的荷载并保持稳定形状。

膜片的形状可以是平面的,也可以是曲面的,根据需要可以采用不同的膜片形式。

膜杆是连接膜片的支撑构件,一般采用钢材或铝合金材料制成。

膜杆可以根据膜片的形状和布置方式进行调整,以保证膜片的张力均匀分布。

膜杆的连接方式一般采用螺栓连接或焊接连接,以确保结构的稳定性和安全性。

膜节点是连接膜杆和膜片的关键部分,一般采用金属材料制成。

膜节点的设计要考虑膜片的受力情况,保证膜片与膜杆之间的连接牢固可靠。

膜节点的形式多样,常见的有球面节点、锥面节点和平面节点等。

膜结构具有多种优点。

首先,膜结构的重量轻,能够减小建筑物的自重,节省材料和能源。

其次,膜结构形式多样,可以根据需要设计出各种形状和尺寸的建筑物,具有较大的设计自由度。

此外,膜结构的施工周期短,可以快速搭建,节约时间和成本。

最重要的是,膜结构具有良好的抗风、抗震和抗雪能力,能够适应各种恶劣气候条件下的使用需求。

膜结构广泛应用于建筑、体育场馆、展览馆、车站、机场等场所。

在建筑方面,膜结构可以用于建造大跨度的体育馆、会议中心、购物中心等。

在体育场馆方面,膜结构可以用于建造篮球馆、足球场、游泳馆等。

在展览馆方面,膜结构可以用于建造临时展馆、博物馆等。

在车站和机场方面,膜结构可以用于建造候车亭、航站楼等。

膜结构在设计和施工过程中需要考虑多个因素。

首先,需要考虑膜片的材料选择和厚度确定,以满足结构的承载能力和透光要求。

其次,需要进行结构的静力分析和动力分析,确保结构的稳定性和安全性。

此外,还需要考虑膜结构的防水、防火和防腐等性能,以延长结构的使用寿命。

膜结构作为一种新型的建筑结构形式,具有轻质、柔性、透光等特点,被广泛应用于各个领域。

膜结构

膜结构

分类
因施工精度要求]高,结构性能强,且具丰富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。 3.充气式膜结构 充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,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,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑, 可得更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器 维护费用的成本上较高。
膜结构
建筑形式的一种
内容摘要
膜结构,又称张拉膜结构,是21世纪最具创新性和代表性的建筑形式。它打破了纯直线建筑风格 的束缚,以其独特的优美曲面造型、简洁明快、刚柔并济、力量与美的完美融合,给建筑设计师 带来了更为广阔的想象和创造空间。 如同一位巧妙的雕塑家,膜结构将刚性与柔性元素完美结合,展现出一种动态的平衡。它的线条 流畅,形态轻盈,仿佛是一张巨大的画卷,描绘着建筑艺术的未来。在阳光的照射下,膜结构的 光影变幻,犹如一个神秘的梦境,让人流连忘返。 膜结构的建筑风格不仅具有美学价值,更在功能上具有显著优势。由于膜材料的卓越性能,膜结 构建筑能够抵抗极端气候条件,同时提供遮阳、避雨、隔热、保温等实用功能。这种集美观与实 用于一身的建筑形式,无疑将引领未来建筑的新潮流。
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缺点
(6)环保问题。使用的膜材都是不可再生的,一旦达到使用年限,拆除的膜材便成为城市垃圾而 无法处置,正在研制开发膜材的可回收利用,并已取得了一定的进展。
膜材
膜材
在薄膜结构中,薄膜既是结构材料,又是建筑材料。作为结构材料,薄膜必须具有足够的强度, 以承受由于自重、内压或预应力、风、雪等作用产生的拉力;作为建筑材料,它又必须具有防水、 隔热、透光或阻光等建筑功能。膜材料作为膜结构的灵魂,它的发展与膜结构的技术密切相关、 互相促进的。 膜的材料分为织物膜材和箔片两类。高强度箔片近几年才开始应用于结构。织物是由纤维平织或 曲织生成的,织物膜材已有较长的应用历史。结构工程中的箔片都是由氟塑料制造的,它的优点 在于有很高的透光性和出色的防老化性。

什么是膜结构

什么是膜结构

什么是膜结构?
膜结构(Membrane Structure),即张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure),是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状而构成稳定的承力体系。

膜结构通过(钢架、钢柱或钢索)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,膜只能承受拉力而不能受压和弯曲,其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障,因此需制作成凹凸的空间曲面,故习惯上又称空间膜结构。

由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力,以抵抗外部荷载的作用,因此在一定初始条件(边界条件和应力条件)下,其初始形状的确定、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的空间曲面等一系列复杂的问题,都需要有计算来确定,因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。

目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善,人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形,并能计算任一点的应力状态,使找形(初始形状分析)、裁剪和受力分析集成一体化,使得膜结构的设计大为进步,它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力,而且能精确计
算由于调节索或柱而产生的次生应力,完全可以避免各种不利荷载式工况产生的不测后果。

膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活。

膜结构的三种分类

膜结构的三种分类

膜结构的三种分类膜结构是一种特殊的结构形式,主要由柔性薄膜材料构成,通过张力与预应力相互作用形成稳定的结构体系。

膜结构的主要特点是轻质、高强度、透光、透气和可变形。

根据膜材料的形态和组织结构,以及构件连接方式的不同,膜结构可以分为以下三种分类。

1.波纹膜结构波纹膜结构是由一系列波状膜片构成的,在三维空间中形成规则的波纹表面。

波纹膜结构的特点是膜片之间有成对的连接点,通过连接件将膜片固定在一起。

波纹膜结构通常采用双曲面或抛物面等几何形状,可以轻松地形成空间覆盖,提供大面积遮阳和防雨功能。

波纹膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、室外广场等场所。

2.张拉膜结构张拉膜结构是由一片片平面薄膜经拉力固定在支撑框架上形成的结构体系。

张拉膜结构多采用自重和预拉力双重受力的方式,以保持膜片的稳定性和平整性。

张拉膜结构能够提供大跨度的遮阳和防雨功能,同时具有高强度、轻量化、透光性好等优点。

张拉膜结构常应用于体育馆、会展中心、车站等场所。

3.气囊膜结构气囊膜结构是由充气膜片组成的,通过外部气源提供气体,使薄膜膨胀并构成稳定的结构形式。

气囊膜结构可以根据需要调整气囊的形状和体积,实现不同的遮阳和灯光效果。

气囊膜结构具有轻质、耐候性好、构造简单等特点,适用于建筑物立面、景观装饰等领域。

同时,气囊膜结构也可作为临时性活动场所的遮阳设施,例如展览帐篷、活动帐篷等。

总之,膜结构根据薄膜材料的形态和组织结构、构件连接方式的差异,可以分为波纹膜结构、张拉膜结构和气囊膜结构。

这些不同类型的膜结构各有优劣,可以根据具体的使用需求和设计要求进行选择。

膜结构的应用广泛,它不仅仅是建筑领域的一种结构形式,还涵盖了众多领域,如体育、文化、展览、商业、旅游等,为城市的发展和建设提供了新的可能性。

膜结构介绍

膜结构介绍

膜结构介绍一种适合建筑的新材料的出现,必然引建筑结构的革命,如历史上的混凝土和钢材,70年代以来,以欧美为中心发展起来的新型织物膜材,也是如此,用这种优良的织物,辅以柔性或钢性支撑,可绷成一个曲率互反,有一定刚度和张力的结构体系。

这种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体,具有以下优秀的特点:1、造型的艺术性。

它既能充分发挥建筑师的想象力,又能体现结构构件清晰受力之类。

2、良好的自洁性。

膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。

3、施工的快捷性。

膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,现场只进行半成品组装,因此施工简便快捷,施工周期短。

4、较好的经济性。

由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,因而比较节约能源,降低了长期使用费用,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。

5、结构自重轻,非常适合于建造大跨度空间结构。

膜结构的分类膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构(Tension/Suspension membrane structure)、骨架式膜结构(Frame membrane strcture,Cable dome membrane structure)、组合式膜结构(Compound membrane structure)等几大类。

充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜应用领域:★ 体育设施:体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。

★ 商业设施:商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店(挑檐)等。

★ 文化设施:展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。

★ 交通设施:机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。

★ 工业设施:工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。

★ 景观设施:建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。

膜结构的形式

膜结构的形式

膜结构的形式
膜结构是一种以膜材料为主要构件的结构形式,它通常由膜材料、支撑结构和连接节点组成。

膜材料具有轻质、柔韧、透光、防水、耐候性能优异的特点,使得膜结构具有了很高的空间美学价值和实用性。

膜结构的形式多种多样,根据不同的形态和应用需求,可以分为以下几种:
1. 薄膜结构:薄膜结构是最基本的膜结构形式,它由一层薄膜材料覆盖在支撑结构上形成。

这种结构形式适用于展馆、体育场、车站、码头等场所。

2. 膜面结构:膜面结构是由多个薄膜面组成的,它可以构成各种复杂的形态,如球形、圆锥形、双曲面等。

这种结构形式适用于景观亭、公园、广场等场所。

3. 紧张膜结构:紧张膜结构是通过张拉膜材料在支撑结构上形成的,它可以形成各种复杂的形态,如悬索式、网壳式、双曲面等。

这种结构形式适用于大型体育场馆、展览中心、机场等场所。

4. 膜杆结构:膜杆结构是由膜材料和钢管或铝合金管组成的,它可以构成各种复杂的形态,如圆锥形、多边形等。

这种结构形式适用于展览中心、景观亭等场所。

总之,膜结构的形式多种多样,广泛应用于建筑、景观、体育、交通等领域。

它不仅具有美观、实用的特点,还能提高建筑和场馆的使用效率和舒适度。

随着科技的进步和材料技术的不断发
展,膜结构将会有更广阔的应用前景。

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膜结构的节点和相关结构设计武岳胥传喜(哈尔滨工业大学)(RIGHT TECH(S) PTE LTD)提要: 介绍了膜结构节点设计的一般原则,给出了一些典型的节点连接做法,并介绍了膜结构中常见支承结构和基础结构的形式,着重阐述了桅杆和锚碇系统的设计要点。

关键词:张拉结构节点支承结构锚碇系统Connection Detailing, Mast and AnchorDesign for Tensile Membrane StructureWu Yue Xu Chuanxi(Harbin Institute of Technology)(RIGHT TECH(S) PTE LTD)Abstract Connection detailing and calculation is the substantial part of membrane design. In this paper, some principles of detailing were discussed, and some typical details were introduced. Moreover, this paper also introduces some principles for supporting structures and foundation design with a focus on the design methodology of mast and tension anchors.Key words tensile structure, connection, supporting structure, tension anchor在膜结构系统中,除了膜和索构件以外,还有支承结构(如桅杆、框架等)和基础结构(包括锚碇系统)。

这些结构元素通过节点的有效连接,共同维持整个系统的平衡与稳定。

节点的构造设计是膜结构设计中的一个重要环节。

节点设计是否得当,不仅关系到加工制造难易和施工安装能否顺利进行(例如节点的调节量不足就可能会导致结构局部安装不到位或出现较多褶皱)、影响节点的耐久性和美观程度,还关系到结构的整体性和可靠度。

从国内外已发生的一些膜结构破坏工程实例来看,节点构造措施不当导致膜材撕裂,是引发工程事故的主要原因之一。

1. 节点设计的一般原则膜结构节点具有传递荷载、将结构构件连成整体和提供初始预张力施加点等作用;在进行节点设计时,应综合考虑结构、构造、施工张拉等方面的要求,既要遵循普通钢结构节点设计的一般原则,又要考虑到结构形式和所用材料的具体特点。

节点设计要遵循以下一般原则:(1)结构强度要求节点连接件本身应具有足够的强度、刚度和稳定性,以保证其在各种工况下均能可靠地传递荷载,不先于主体材料和构件破坏。

(2)对结构大变形的适应能力膜结构在风荷载作用下易产生较大的变形和振动,节点和连接应具有一定的灵活性和自由度,以释放由于大变形所引发的附加应力作用。

(3)避免膜材出现应力集中膜材很薄,对缺陷比较敏感,节点设计应避免在膜材与刚性构件的连接部位出现应力集中。

在连接处的钢构件不得有尖点或锐角;在接触面处应设置膜衬垫;必要时还应对节点附近的膜材进行局部加强。

(4)对节点的防水防腐处理膜结构的节点部件多暴露于自然环境下,易出现锈蚀;节点生锈不但会降低节点自身的强度,锈水的流淌还会对膜面造成二次污染。

因此,节点连接件的材料宜选用不锈钢或铝材,对钢构件必须做镀锌或涂装处理。

此外,膜节点还应具有良好的防水性能,必要时可在节点上面增加一层覆盖膜或采用铝合金盖板防水。

(5)施工张拉要求节点设计应充分考虑初始预张力的施加方式和具体施力点的位置等因素,保证施力点处的节点具有较高的强度、刚度且便于施力机具的操作。

节点设计还应考虑结构安装偏差与二次张拉的可能性,留有调节余量。

(6)结构逻辑性和艺术表现力膜结构的节点应力求简捷、轻巧,能够充分展示结构内在的逻辑性和艺术表现力。

节点构造应能清楚表达结构中的传力路线,并且符合结构计算假定。

当有多个构件连接于同一节点时,应保证各构件的内力汇交于一点,以避免引入不必要的弯曲或扭转应力。

应注意节点的观感效果,在膜与刚性边界或节点连接处应尽量采用圆弧过渡,以避免应力集中并在视觉上给人以柔和的感觉。

2. 典型节点连接构造2.1 膜与膜的连接膜结构的空间曲面是由许多平面膜材经裁剪设计拼接而成,由于膜材幅宽较小,因此膜片间需通过接缝连接形成整体。

膜材接缝的连接方式主要有:缝合连接、机械连接(夹板螺栓连接)、粘合连接、热合连接和束带连接等,如图1至图4所示[1]。

图1 缝合连接图2 机械连接(夹板螺栓连接)图3 粘合连接或热合连接图4 束带连接缝合连接是用缝纫机将膜片缝在一起。

这是一种传统的织物连接方式,主要在工厂内制作完成;其特点是比较经济,且质量容易得到控制。

但是由于缝合连接的强度较低,因此一般应用于不能采用其他连接方式(如棉织物或氟塑料织物等),或膜内应力较小以及非受力构造连接处。

在结构的排水区要慎用缝合连接。

机械连接又称螺栓连接简称夹接,是在两个膜片的边缘埋绳,并在其重叠位置用机械夹板将膜片连接在一起。

它是一种现场连接方式,一般适用于结构规模较大,需将膜材分成几个部分在现场拼接的情况。

粘结连接是通过粘合剂将膜片粘合在一起。

这种连接方式的耐久性较差,一般用于强度要求不高、现场临时修补或无法采用其它连接方式的地方。

热合连接在构造形式上与粘合连接相似,它是将膜材迭合部分的涂层加热融合,并对其施加一定的压力,使两片膜材牢固地连接在一起。

热合连接可在工厂完成,也可以在现场完成,其连接强度几乎可达到母材强度,是一种较为安全有效的膜材连接方式。

我国即将颁布的《膜结构技术规程》即规定“膜材之间的主要受力缝宜采用热合连接”。

束带连接利用束带穿过膜边的环圈从而将两片膜连在一起。

束带连接便于调整形状、可根据情况分步增减拉应力;缺点是扎紧和放松束带将消耗大量的人工。

为了保护束带节点免受气候的影响,通常在其上面增加一层覆盖膜。

覆盖膜片较高的一侧在工厂内缝合或热合,较低的一侧可在现场粘合。

2.2 膜与索的连接在进行膜-索节点设计时需要注意的问题是,由于索与膜之间的材料差异,应使两者之间留有一定的空隙,以适应在荷载作用下膜与索之间可能产生的相对滑动。

膜与索的连接有单边连接(如边索)和双边连接(如脊索和谷索)。

常用的单边连接方法是将钢索穿入膜材热合的索套中(如图5所示),或采用铝合金或不锈钢夹板和螺栓来连接膜材与钢索,如图6所示。

图7给出了一种膜与谷索的双边连接构造。

双边连接通常需要在其上面增加一层防水用的覆盖膜。

图5 索套连接图6 螺栓连接图7 膜与谷索连接当膜面跨度在15米以上且无中间支承时,为减小膜面应力,可以利用索或合成纤维带对膜面进行局部构造加强。

加强索可以缝进膜面内或设在膜面外,如图8及图9、图10所示。

当加强索位于膜面外侧时,应注意防止索自身的腐蚀以及由于摩擦造成的膜面表皮损伤。

图8 加强索穿进膜面内图9 加强索在膜面外(索在上)图10 加强索在膜面外(索在下)2.3 索与索的连接双向钢索交叉节点可采用节点板连接,也可采用U形夹或夹板等夹具连接,如图11所示。

为了保证夹紧钢索,可采用低碳钢或高强螺栓。

需要注意的是,在无应力状态下被夹紧的索受拉后,其直径会减小,从而使夹持力降低,对此可通过二次旋紧螺栓来调整。

(a) 节点板连接 (b) U形夹连接 (c) 夹板连接图11 双向钢索的连接多向钢索之间可采用连接板连接,如图12所示。

此时应注意各钢索轴线要汇交于一点,以避免连接板偏心受力。

在进行连接板设计时,应尽可能采用曲线造型,以展现膜结构的柔和与灵动之美。

图13所示的节点是体育场看台挑篷结构中内环索与脊索和谷索之间的一种连接做法。

这种节点的受力很大,且直接关系到挑篷结构的整体稳定性,设计时要特别小心。

图12 多向钢索的连接图13 体育场内环索与径向索的连接2.4 膜与支承构件的连接膜材与边缘支承构件的连接通常有夹板连接、绳轨连接及束带连接。

夹板连接(图14)是利用刚性夹板将膜边绳直接固定在刚性边界上。

其做法较为简单,一般要求夹具应连续、可靠地夹住膜材边缘,夹具与膜材之间应设置衬垫;当刚性边缘构件有棱角时,应先倒角,使膜材光滑过渡。

绳轨连接(图15)是先将膜边绳穿在铝合金制成的滑槽--绳轨(rope track)内,再通过拉力螺栓将绳轨与刚性边界相连。

通过调紧拉力螺栓来调整预张力,以满足施工张拉和二次张拉的要求。

张拉完成后可将较长的拉力螺栓剪短。

膜与支承构件的束带连接构造和膜与索的束带连接构造相似,可通过调紧束带来张拉膜面。

图14 膜与支承构件夹板连接图15 膜与支承构件绳轨连接图16 膜与支承构件束带连接2.5 索与支承构件及基础的连接索可通过索端头锚具与直接焊接于钢构件上的耳板相连(如图17所示);对于混凝土或其他材料的支承构件,可先预埋节点板再连接,或通过钢套箍连接(如图18所示);基础锚固点处的索端部节点宜考虑采用可调的端头构造形式(如图19所示),以方便预张力的施加和二次张拉。

图17 索与支承构件耳板连接图18 索与支承构件套箍连接图19 索与基础的连接文献[2]、[3]详细地介绍了一些构造实例。

国内近年来出版的膜结构著作[4]-[6]对节点连接构造也都作了较为系统的介绍,可供参考。

3. 支承结构设计支承结构在膜结构的设计中占有举足轻重的地位。

支承结构的作用可概括为以下三个方面:①为膜结构提供一系列高低错落的支承点(边界)或悬吊点,以维持膜结构曲面的稳定;②将膜面内拉力转化为压力传至地基基础;③支承结构的刚劲挺拔与膜的灵动飘逸间形成鲜明对比,增强建筑整体表现力。

3.1支承结构的主要形式根据支承位置的不同,支承结构可分为边缘支承和内部支承两大类。

边缘支承的形式主要有以钢等刚性构件支承以及索等柔性构件支撑两种,如图20及图21所示。

图20 边缘刚性构件支承图21边缘柔性构件支承内部支承的形式主要有:利用钢索将膜内高点悬吊于外部刚性结构上;在结构内部通过桅杆支承;利用飞柱顶升。

图22至图25为部分内部支承实例。

;若内部利用拱形圆钢管张为膜的支承,则形成骨架支承式膜结构,图26 为一骨架支承式膜结构实例。

图22 悬吊支承图23 悬吊支承(膜内有刚性构件)图24 桅杆支承图25 飞柱支承图26 骨架支承式膜结构3.2 支承结构的体系布置与构件设计膜结构支承体系的选择与布置取决于膜面的形状和结构尺度。

支承体系的布置应满足稳定性要求,并尽可能做到自平衡和自适应。

自平衡是指支承体系能最大限度地平衡膜面内的张力,以减小张力对基础结构的影响;自适应是指支承体系能较好地适应膜结构大变形的特点,有一定的自由度和调节余量。

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