膜结构风荷载和风致响应研究进展

高层建筑及其围护结构的基本风压取值

关于高层建筑及其围护结构的基本风压取值的疑问【第一个问题】：精读荷载规范条文8.1.2条，及条文解释，它的意思是说： ①《荷规》8.1.2条的条文解释说，本规范的基本风压wo，是根据那个标准方法统计分析确定的、重现期为50年的最大风速Vo，根据贝努力公式计算得到的基本风压。 ②“对风荷载比较敏感的高层建筑和高耸结构，以及自重较轻的钢木主体结构”，基本风压就应“适当提高”，在《高规》里具体化为“承载力设计时，乘以1.1；正常使用极限状态时，一般仍可采用基本风压值或右设计人根据情况定”。 ③对于“此类结构物（针对上文提到的敏感高层建筑）”中的围护结构，因为“其重要性与主体结构相比要低些”，（括号里是规范条文的省略语，我理解就不再提高了，意思就是不乘1.1了），仍取50年重现期的基本风压。简单地说，设计使用年限50年,如果一个地方的50年重现期的基本风压为0.40KPa，那该地方的敏感建筑主体结构承载力设计时基本风压取0.40x1.1=0.44 ，而其围护结构的基本风压仍取0.40KPa 。【第二个问题】： ①如果一个建筑的设计使用年限是100年，那么按《高规》的P260条文解释，风荷载效应计算时应按100年重现期的风压值计算；如果是敏感建筑，还应按4.2.2条，给予提高，（4.2.2条条文解释最后一句也说了，本条对设计使用年限50年和100年的高层都适用），即乘以 1.1 。 ②此类建筑中的围护结构，如果继续执行“不再提高了”（当然我也没找到这句话的依据，规范里只有针对50年建筑的依据），那就是应该仍取原来的尚未提高前的100年重现期基本风压值，而不是死读规范中“仍取50年重现期的基本风压”那句话。这是我的理解，不知道对否。我认为规范未予以明确，设计时设计人自己把握，考试时就不要再纠结了。

风荷载的统计与分析

Undergraduate Course "Loads & Structural Design Methods" Project #3 风荷载的基本原理与统计调查杨冬冬，陈钿渊，王富洋，董文晨，葛文泽，赵远征摘要：随着经济的发展，世界上出现了越来越多的高层、超高层建筑。在对这些建筑进行设计时，结构的抗风设计占着极其重要的地位。作为一种动荷载，作用到结构上时，风荷载将引发结构相应的动反应，使结构发生振动，这时需确定结构的最大动反应，以便做出合理的动力分析。而作为一种可变作用，风荷载的统计规律与时间有关，需采用合适的随机过程概率模型（如平稳二项随机过程）进行描述，进而根据相应的统计数据确定风荷载的代表值和荷载系数，然后便可以应用结构动力学和结构可靠性的相关知识对建筑结构的抗风进行科学而又经济的设计了。 1.引言作为一种可变的动荷载，风荷载将引发结构很大的动反应。因为其统计随机性，需应用平稳二项随机过程进行描述，然后经过统计，得到荷载的代表值和相应系数，进而对结构进行抗风设计。 2.风荷载的基本原理风是空气相对于地面的运动。由于太阳对地球上大气加热和温度上升的不均匀性，从而在地球相同高度的两点之间产生压力差，这样，在不同压力差的地区产生了趋于平衡的空气流动，就形成了风。从实测记录可以看出，可将风速看作为由两部分组成：第一部分是长周期部分，其周期大小一般在10min 以上，称为平均风；另一部分是短周期部分，是在平均风基础上的波动，其周期常常只有几秒至几十秒，称为脉动风。平均风的变化周期远离一般结构物的自振周期，对结构的作用属于静力作用。而脉动风的变化周期则与结构物的自振周期较为接近，对结构的作用属于随机的动力作用。风对结构的作用作为静力风和动力风的共同作用，是一个随机作用。 A）平均风描述地面的摩擦对空气水平运动产生阻力，从而使气流速度减慢。该阻力对气流的作用随高度的增加而减弱，当超过了某一高度之后，就可以忽略这种地面摩擦的影响，气流将沿等压线以梯度风速流动，称这一高度为大气边界层高度。在边界层以上的大气称为自由大气，边界层以下的平均风速沿高度变化可以用指数率和对数率描述，指数率表示如下：

膜结构建筑

膜结构在中国的应用 80年代末期，我国学者开始关注国际上膜结构的发展;1994年，我国第一个膜结构专业公司成立，此后，膜结构在我国迅速应用起来;1995年，在北京顺义建成的北京顺义武警招待所游泳馆充气膜结构是目前我国能见到的为数不多的充气膜结构;1997年建造的上海八万人体育场是由64榀径向悬挑桁架和环向次桁架组成的空间结构作为骨架，屋面共有57个由8根拉索和一根立柱覆以膜材组成的伞状单体，膜的覆盖面积2.89万平方米。虽然上海八万人体育场是由太阳工业集团建造的，但这是我国首次将膜结构大面积应用到永久建筑上。膜结构在中国的发展随着膜结构的广泛应用，在膜结构工程中膜屋盖和膜体破裂、膜面污迹严重、皱泽褶明显、节点严重锈蚀、粗制滥造现象严重。基于以上背景，2001年，中国钢结构协会空间结构分会与中国建筑科学研究院牵头，组织有关专家编写了膜结构技术规程。2002年12月，中国钢结构协会空间结构分会膜结构专业委员会成立，至此，我国的膜结构行业步入规范、有序的管理状态。2004年8月1日《膜结构技术规程》正式颁布实施。至今，在我国建成的膜结构工程已近200余项，膜结构企业也发展到近百家。新素材为膜结构添彩膜材的基层基本是由玻璃纤维或聚酯纤维组成，面层大多用聚**乙烯、特**隆、硅铜构成。进入90年代以来，人们把光触媒具有分解有机物的功能应用到膜材料上。据北京太阳鹰技术开发有限公司总经理林果儿介绍，当紫外线照射到二氧化钛光触媒的涂层时，附着在膜材表面上的有机物将被氧化分解，其具有的超亲水性极易被雨水冲刷，从而发挥出光触媒涂层膜材料的自洁性能和不易污染的特性。除此外，光触媒涂层的膜材料还能起到净化发生在膜表面上的有害物质的作用。| 膜结构停车棚是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的著光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。停车场的规划和建设成为现代城市规划的重要组成部分变的越来越重要。膜结构轻巧、别致的造型在停车场及候车厅的建设中担当了重要角色除了满足防风雨、防日晒等基本功能外并有较好的标识招揽效果展现了人们个性化的一面。膜结构车棚特点:车棚材料选用了进口结构建筑材料。车棚骨架，表面处理采用进口船用底漆，炳烯酸聚氨酯面漆。 1. 耐用:由于高强度的膜材出现，再加上张拉技术的应用，使膜结构车棚抵御风雨的能力是一般雨蓬之类不可比拟的。有的车棚采用永久性膜材，可使用三、四十年。特别是遇到剧烈的暴风雨天气，膜结构建筑巍然不动，毫发不损。 2. 艺术性:除了一般雨蓬不可比拟的实用、耐用、遮风挡雨的功能外，膜结构雨蓬更是一座雕塑，一件艺术品，给人美的视觉享受。其柔美，其曲线，其刚柔并济，其丰富造型，其洁白无瑕，让人眼前一亮，回味悠长。 3. 经济性:研究表明，长期露天停放的车辆，性能损耗速度比车棚内停放车辆快一倍。而采用膜结构雨蓬更能真正呵护您的爱车减缓您爱车的老化速度。从经济角度来说，投入不多却大大延长您座骑的寿命。 4.透光性:透光性能好(透光率20%)。在阳光下曝晒不会产生黄变、雾化、透光不佳。 5.耐候性:表面有防紫外线的共挤层，可防止太阳紫外线引起的树脂疲劳变黄。表面共挤层具有化学吸收紫外线并转化为可见光。对植物光合作用有良好的稳定效果(极适合保护各类车、贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏)。 6. 抗冲击性:建筑膜才的冲击强度是普通玻璃的250-300倍，是亚克力的板材的20-30倍，是钢化玻璃的2倍，几乎没有断裂的危险性，有"不破玻璃"和"响钢"之美称。 7.阻燃性:据国家 GB8624-97测试属阻燃B1级，无火滴，无毒气。 8.耐温性:在摄氏族-40.C至+120.C温度范围内不会引起变形等品质劣化。 9.轻便性:重量轻，绝对保证棚下人和物的安全。 10.隔音性:隔音效果佳。膜结构车棚作用:具有遮阳、挡雨、实用、美观的作用。膜结构车棚适用范围:社

风荷载标准值计算方法

按老版本规范风荷载标准值计算方法： 1.1风荷载标准值的计算方法幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算： w k =β gz μ z μ s1 w ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中： w k ：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：15.6m； β gz ：瞬时风压的阵风系数；根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： β gz =K(1+2μ f ) 其中K为地面粗糙度调整系数，μ f 为脉动系数 A类场地：β gz =0.92×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.387×(Z/10)-0.12 B类场地：β gz =0.89×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.5(Z/10)-0.16 C类场地：β gz =0.85×(1+2μ f ) 其中：μ f =0.734(Z/10)-0.22 D类场地：β gz =0.80×(1+2μ f ) 其中：μ f =1.2248(Z/10)-0.3 对于B类地形，15.6m高度处瞬时风压的阵风系数： β gz =0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.7189 μ z ：风压高度变化系数；根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地：μ z =1.379×(Z/10)0.24 当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地：μ z =(Z/10)0.32 当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地：μ z =0.616×(Z/10)0.44 当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地：μ z =0.318×(Z/10)0.60 当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m；对于B类地形，15.6m高度处风压高度变化系数： μ z =1.000×(Z/10)0.32=1.1529 μ s1 ：局部风压体型系数；按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μ s1 ：一、外表面 1. 正压区按表7.3.1采用； 2. 负压区 -对墙面，取-1.0 -对墙角边，取-1.8 二、内表面对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。本计算点为大面位置。按JGJ102-2003第5.3.2条文说明：风荷载在建筑物表面分布是不均匀的，在檐口附近、边角部位较大。根据风洞试验结果和国外的有关资料，在上述区域风吸力系数可取-1.8，其余墙面可考虑-1.0，由于围护结构有开启的可能，所以

凹凸变化截面超高层建筑围护结构风荷载研究

文章编号：1009-6825（2013）02-0028-03 凹凸变化截面超高层建筑围护结构风荷载研究收稿日期：2012-11-09作者简介：肖锟（1987-），男，在读硕士肖锟（同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海200092）摘要：基于一凹凸变化截面的刚性模型表面压力测量风洞试验结果，对超高层双塔建筑立面上测点的最不利风压系数进行了研究，分析了复杂截面及邻近的姊妹塔楼对建筑立面上围护结构风荷载的影响，得到了一些有用的结论。关键词：凹凸变化截面，最不利风压系数，围护结构风荷载中图分类号：TU312．1 文献标识码：A 0引言风荷载是超高层建筑结构设计的控制性荷载，风灾给人类的灾害甚至大于地震荷载。风力与建筑外形直接相关：平面为圆形，则对抗风有利；平面凹凸多变，则对抗风不利。另外，风力受建筑周围环境影响较大，高层群中的高层抗风更为不利［2］。为了美观或功能要求，有时建筑师会考虑在超高层建筑的立面上设置凹槽或者做一些其他的不规则立面设计。这种情况将使得建筑表面的风压分布十分复杂，风荷载无法用规范［4］的方法给出，需要通过风洞试验确定。本文是基于两栋高达300m 的超高层建筑的实际工程（如图 1所示，下文分别称“北塔楼”和“南塔楼”）。该建筑周边高层建筑密集，且两塔楼间相距很近，气动干扰效应可能很强，对流场的影响将非常复杂。通过对该工程的刚性模型进行风洞试验［3］，分析了凹凸变化截面及邻近的姊妹塔楼对超高层建筑立面上最不利风压系数的影响，为复杂体型超高层建筑的围护结构风荷载设计提供参考。 1风洞试验方法及数据处理该项目的风洞试验是在同济大学土木工程防灾国家重点实验室的TJ-2大气边界层风洞中进行的，刚性试验模型见图2。模型的几何缩尺比为1/400。由于建筑所在的位置属于C 类地貌，故本次试验在风洞中模拟了C 类地貌风场，其平均风速剖面、紊流度剖面和脉动风功率谱如图3所示。同时试验还模拟了周围 1200m 直径范围内的主要建筑，以考虑风荷载干扰效应。试验时将测试模型放置在转盘中心，通过旋转转盘模拟不同风向。图1 建筑效果图图2 试验模型图该项目的刚性测压模型上布置了1392个测点，试验前经仔细检查，上述测点全部有效。南塔楼沿立面方向的部分测点的位置如图4所示。定义来流风从正对目标建筑北立面方向吹向本工程项目时风向角为0?，风向角按顺时针方向增加。试验风向角间隔取为15?，共有24个角度。本次风洞试验的方位及风向角定义如图5所示櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅。有益补充，在实际工程中具有一定的参考价值和实际意义。 3 结语角钢通信铁塔的结构基本自振周期是其自振特性的重要特性。准确而快速的确定结构基本自振周期对于把握角钢塔的自振特性有很大的帮助。本文利用同济大学三维钢结构软件3D3S 建模对不同塔高和平台数角钢塔的自振基本周期进行模拟计算，计算了高度从37m 57m ，无平台和安装一、二、三、四个圆形外平台共25种角钢塔的自振基本周期。并且根据3D3S 模型计算结果，拟合出估算不同塔高和平台数的实用公式，为更准确的估算角钢通信塔自振特性做了有益的探索。参考文献：［1］GB 50009，建筑结构荷载规范［S ］．［2］GB 50135，高耸结构设计规范［ S ］．［ 3］GB 50017，钢结构设计规范［S ］．［ 4］沈之容，倪阳，徐华刚．钢结构单管通信塔自振基本周期的研究［J ］．特种结构，2008（2）：27-28．Analysis and application on structural self-vibration characteristics of angle steel communication tower QIN Ke-fei （Shijiazhuang Design Institute ，China Steel Group Engineering Design and Research Institute Limited Company ，Shijiazhuang 050021，China ）Abstract ：This paper analyzed the self-vibration characteristics of angle steel communication tower using 3D steel structure analysis software 3D3S ，made parameter analysis on actual application tower model to simulate different height and different outer platform number model ，calculat-ed the basis self-vibration period and characteristics of angle steel tower under different parameters ，and through the 3D3S simulation results fitted the practical calculation formula of basis self-vibration period of estimation angle steel communication tower structure ，had certain reference value to practical engineering design work． Key words ：angle steel tower ，self-vibration characteristic ，practical calculation formula · 82·第39卷第2期2013年1月山西建筑 SHANXI ARCHITECTURE Vol．39No．2Jan．2013

污水池加盖膜结构详解

污水池加盖膜结构详解随着膜结构建筑的普及，用途也在逐步增加，在各行各业的很多领域都发挥着其独特的优势。膜结构在污水池加盖中的应用就是比较具有代表性的。对污水池恶臭气体的处理最有效的办法是对污水池进行加盖密封，再通过进风口和出风口进行换气，把恶臭气体抽送到智能装置中进行除臭处理。恶臭气体具有发散性，极易影响到周边环境，因此对恶臭气体的密封收集是除臭处理的前提。污水池膜结构目前在江浙沪一带已有不少工程案例，除污水池加盖除臭外，膜结构环保系列还适用于污水处理厂的厌氧池、污泥浓缩池、生物絮凝池等。污水池膜结构加盖具有以下优点： 1、耐化学药品性好； 2、耐候性、耐紫外线性及耐湿性强； 3、具有静电去除性能； 4、具安装拆卸简单，阻燃效果好； 5、抗冲击性强； 6、具有保温功能和隔音功能 7、结实耐用； 8、价格低且使用寿命长。污水池加盖膜结构材质说明：膜结构一般可分为空气支承膜结构（即充气式膜结构）、张

拉式膜结构及骨架支承式膜结构三种，它们具有不同的结构特点、建筑表现形式，适应不同的应用场所。钢支承反吊氟碳纤膜结构是专门针对污水池加盖开发的新型结构方式，选用了耐腐蚀的氟碳纤膜作为覆盖材，并通过反吊的形式来适应污水池的腐蚀性环境。钢支承反吊氟碳纤膜结构具有耐久、安全、安装快捷检修方便、美观、经济等特点，比传统的普通碳钢骨架＋阳光板和不锈钢骨架＋玻璃钢板的优势比较突出，在污水处理池和沼气池覆盖上面很值得推广。所以说，污水池加盖的最佳选择——钢支撑反吊UV膜结构污水处理厂恶臭气体污染一直是有关人员最头痛的问题治理办法是有可是大型池体（如污泥氧化沟、浓缩池、消化池）的气体收集是最难最大的问题大跨度、腐蚀寿命耐久度。钢支撑反吊UV膜结构的巧妙之处在于“反吊”，采用了抗腐蚀能力很强的氟碳纤膜把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊。这样既发挥了UV膜的抗腐蚀性能，又从根本上解决了钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，因而钢结构可以按普通建筑钢结构的防腐等级考虑进行设计，具有50年的使用寿命，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合。此外钢支承反吊氟碳纤膜结构还有以下特点： 1、使用年限：膜部分10-15年，钢结构部分50年；

索膜结构规范

索膜结构规范 Prepared on 22 November 2020

第一章总则一、为了在膜结构的设计与施工中，做到安全可靠、技术先进、经济合理，根据我公司多年来设计、施工经验及技术经济的发展要求，特制定本规程。二、本规程适用于一般永久性、临时性民用建筑屋盖及构筑物，除开合式和充气膜结构之外的膜结构设计、施工与验收。三、对超过本规程规定的建筑膜结构参照使用本规程时，除应进行充分的可行性规范、规程或标准的规定。对超过本规程规定的膜材、配件等应参照相关的规定进行试验。四、设计膜结构时，必须根据设计条件进行计算分析，严禁盲目套用其他膜结构的设计或计算结果。五、膜结构的设计、施工和验收，除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。第二章术语和符号第一节术语一、膜材membranematerial 由高强度的织物基材和聚合物涂层构成的复合材料。涂层对基材起保护作用，并形成膜材料的密封性能。二、膜片membranesheet 膜材的裁剪片。三、膜体membranefield 由膜片连接加工而成的膜区域。四、膜面membranesurface 张拉并安装就位于支承结构上的膜体。五、膜结构membranestructure 由膜面和支承结构共同组成的属于建筑物或构筑物的一部分或整个结构称为膜结构。六、充气膜结构air-supportedmembranestructure 利用充气方式使膜面内外产生压力差，从而保持稳定的膜面形态的膜结构。七、开合式膜结构retractablemembranestructure 利用机械方式使膜在开启和闭合的膜结构。八、张力膜结构tensilemembranestructure 由膜面与索通过施加预张力形成具有一定刚度的稳定曲面，从而能够承受一定外荷载

风荷载取值规范

3.1.3 风荷载建筑物受到的风荷载作用大小，与建筑物所处的地理位置、建筑物的形状和高度等多种因素有关，具体计算按照《荷载规范》第7章执行。 1、风荷载标准值计算垂直于建筑物主体结构表面上的风荷载标准值W K ，按照公式（3.1-2）计算： βz ——高度Z 处的风振系数，主要是考虑风作用的不规则性，按照《荷载规范》7.4要求取值。多层建筑，建筑物高度＜30m ，风振系数近似取１。（1）风荷载体型系数μS 风荷载体型系数，不但与建筑物的平面外形、高宽比、风向与受风墙面所成的角度有关，而且还与建筑物的立面处理、周围建筑物的密集程度和高低等因素有关，一般按照《荷载规表3.1.10 建筑物体型系数取值表注1：当计算重要且复杂的建筑物、及需要更细致地进行风荷载作用计算的建筑物，风荷载体型系数可按照《高层规程》中附录A 采用、或由风洞试验确定。注4：当多栋或群集的建筑物相互间距离较近时，宜考虑风力相互干扰的群体作用效应。一般可将单体建筑的体型系数乘以相互干扰增大系数，该系数可参考类似条件的试验资料确定，必要时宜通过风洞试验确定。注3：檐口、雨蓬、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载作用时，体型系数不宜小于2.0。 W W z s z k μμβ=)21.3(-

注4：验算表面围护结构及其连接的强度时，应按照《荷载规范》7.3.3规定，采用局部风压力体型系数。（2）风压高度变化系数μz 设置风压高度变化系数，主要是考虑建筑物随着高度的增加风荷载的增大作用。对于位于平坦或稍有起伏地形上的建筑物，其风压高度变化系数应根据场地粗糙程度按《荷载规范》7.2要求选用，表3.1.11中列出了常用风压高度变化系数的取值要求。表3.1.11 风压高度变化系数关于地面粗糙程度的分类： A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：有密集建筑群的城市市区； D类：有密集建筑群和且房屋较高的城市市区。（3）基本风压值W0 基本风压值W0，单位kN/m2，以当地比较空旷平坦场地上离地10m高、统计所得50年一遇10分钟平均最大风速为标准确定的风压值，各地的基本风压可按照《荷载规范》附录D 中的全国基本风压分布图查用，表3.1.12为浙江省主要城镇基本风压取值参考表。 2、基本风压的取值年限《荷载规范》在附录D中分别给出了n=10年、n=50年、n=100年一遇的基本风压标准值，工程设计中根据建筑物的使用性质与功能要求，一般按照下列方法选用风压标准值的取值年限： ①临时性建筑物：取n=10年一遇的基本风压标准值； ②一般的工业与民用建筑物：取n=50年一遇的基本风压标准值； ③特别重要的建筑物、或对风压作用比较敏感的建筑物（建筑物高度大于60m）：取表3.1.12 浙江省主要城镇基本风压（kN/m2）取值参考表

索膜结构罩棚工程施工技术案例分析

索膜结构罩棚工程施工技术案例分析摘要：体育场索膜结构罩棚钢结构部分采用大跨度悬挑斜拉索结构体系的开敞式新颖结构形式。看台顶棚钢结构为斜拉索加钢管桁架结构体系，由于悬挑较长且为开敞式，故弯矩大受风荷载影响明显加之沙漠地区风荷载更加明显，深化设计中活荷载取0.3km/m2风荷载取0.55km/m2，雪荷载取0.3km/m2。与主体钢结构对应，膜顶棚由29个马鞍形膜单元组成，峰谷鲜明，矢高2.5m，每个膜单元面积约100m2，每个膜单元之间天沟连接相邻单元天沟间防水膜覆盖。由于膜材是一种柔性织物，要想作为一种建筑材料具有一定的造型，必须给其施加一定数值的预张力，可以通过膜节点索的调节从而使预张力达到设计要求。本工程膜结构形式为张拉膜形式，沿径向硬边用螺栓与铝压板与主体钢结构桁架梁连接，檐口采用弧形软边钢索张拉，硬边的安装过程同时也是沿经线方向张拉的过程，硬边安装完成后要达到受力要求。关键词：非线性；有限元；大跨度悬挑；卸载 1 工程概况张掖国家沙漠体育公园位于甘州区城南13km处，东南宽 4.3km，南北长11.4km，总面积35km2，是全国距离城市最近的沙漠体育公园，公园国际赛车场占地面积约60000m2，按国际标准赛车场设计，主看台坐北向南，为极富动感的圆弧造型，面向沙漠，背靠绿洲，视野开阔，长170m，宽22m，设有3000个坐席，看台上方的风雨罩棚为索膜结构，膜棚为时尚浅黄色，与沙漠浑然一体。整体投影面呈月牙造型，流畅、美观。索膜结构罩棚投影面积2059m2，展开面积2326m2。钢结构为钢管柱主支撑，悬挑变载面钢管桁架梁，桁架梁之间连接圆弧热钢管连系梁，相贯线焊接。悬挑桁架梁与钢管柱通过Φ20柔性钢索张拉连接，悬挑桁架檐口相对标高12.7m，工程最高相对点标高24.6m超过24m，悬挑梁最长处悬挑16m，属长臂悬挑桁架梁，弯矩较大给结构施工带来很大难度，钢管柱采用Φ530mm×16mm，Q345B热钢管，桁架梁上下弦杆均采用Φ180mm×6mm 垫钢管，腹杆采用Φ60mm×3.5mm。支座采用刚性固定支座，本工程整体用钢量较大，沙漠地区施工条件艰苦，早晚温差大，而且几乎每天下午15：00都会伴随一场沙尘暴，所以施工难度相对较大，本文就本工程的特点作施工技术说明（见图1）。 2 技术措施 2.1 施工进度计划本工程工期紧、工作量大，沙漠地区气候相对恶劣，安装难度大，新材料、新工艺、专业性强，部分材料需提前定做，所以必须进行统筹规划，做好详细的施工进度计划，根据现场土建施工及吊装机具情况及工厂车间生产情况以及各时间节点参数、工艺参数拟如下双代号网络图作为施工进度计划严格执行，如图2。

风荷载标准值

风荷载标准值关于风荷载计算风荷载是高层建筑主要侧向荷载之一，结构抗风分析（包括荷载，力，位移，加速度等）是高层建筑设计计算的重要因素。脉动风和稳定风风荷载在建筑物表面是不均匀的，它具有静力作用（长周期哦部分）和动力作用（短周期部分）的双重特点，静力作用成为稳定风，动力部分就是我们经常接触的脉动风。脉动风的作用就是引起高层建筑的振动（简称风振）。以顺风向这一单一角度来分析风载，我们又常常称静力稳定风为平均风，称动力脉动风为阵风。平均风对结构的作用相当于静力，只要知道平均风的数值，就可以按结构力学的方法来计算构件力。阵风对结构的作用是动力的，结构在脉动风的作用下将产生风振。注意：不管在何种风向下，只要是在结构计算风荷载的理论当中，脉动风一定是一种随机荷载，所以分析脉动风对结构的动力作用，不能采用一般确定性的结构动力分析方法，而应以随机振动理论和概率统计法为依据。从风振的性质看顺风向和横风向风力顺风向风力分为平均风和阵风。平均风相当于静力，不引起振动。阵风相当于动力，引起振动但是引起的是一种随机振动。也就是说顺风向风力除了静风就是脉动风，根本就没有周期性风力会引起周期性风振，绝对没有，起码从结构计算风载的理论上顺风向的风力不存在周期性风力。横风向，既有周期性振动又有随机振动。换句话说就是既有周期性风力又有脉动风。反映在荷载上，它可能是周期性荷载，也可能是随机性荷载，随着雷诺数的大小而定。有的计算方法根据现有的研究成果，风对结构作用的计算，分为以下三个不同的方面：（1）对于顺风向的平均风，采用静力计算方法（2）对于顺风向的脉动风，或横风向脉动风，则应按随机振动理论计算（3）对于横风向的周期性风力，或引起扭转振动的外扭矩，通常作为稳定性荷载，对结构进行动力计算风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起导致结构风振的等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。由于在结构的风振计算中，一般往往是第1振型起主要作

膜结构设计规范

膜结构设计规范 I、膜结构之类别膜结构之造型类别可分为以下四类： 1．骨架式膜结构：此类膜结构是固定在精致钢材、空间桁架或其他坚固的构架上，称之为骨架式膜结构。 2．张力式膜结构：仅利用简单的支撑系统及膜素材自身的张力特性，构成此类膜结构。3．气充式膜结构：充气在由膜结构所构成之封闭区间内，随着气压升高所产生之力量，可使膜结构支撑在所须之位置，并提供膜结构所须之张力及对抗载重和外力。 4．开启式膜结构：在张力式膜结构和气充式膜结构中，被允许局部或全部是可开启的，此类为可开启式膜结构。 II、材质 1．膜素材材质可分为三大类：（1）类型A：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PTFE，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。（2）类型B：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PVC，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。 d．膜素材应提供防火之处理。（3）类型C：此材质是指以聚脂树脂、人造纤维…等或其他类似之材质为其素材，而表面处理为PVC或其他类似之原料，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维单位重量应大于100g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。 d．膜素材应通过JISA 1322之自然试验第二级。 2．膜素材之张力应满足下列六项条件：（1）其张力应大于20kg/cm，在经向（warp）和纬向（weft）的张力差应低于20％。（2）张力强度之测试应遵照JISL1096的标准，且特别著重于长条测试，且膜测试之样本应超过5件，取其张力测试之平均值。（3）在张力测试时，其伸长量（破坏实验）应低于35％。（4）在撕力测试时，其测试宽度为10mm，其撕力大小应高于10kg以及张力之大小之

风荷载计算解析

4.2风荷载当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑所受的风荷载。 4.2.1单位面积上的风荷载标准值建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。按下式计算：垂直作用于建筑物表面单位面积上的风荷载标准值式中： Wo 1.基本风压值按当地空旷平坦地面上10米高度处10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇的按公式确定。但不得小于0.3kN/m2。值确定的风速V0(m/s) 对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，基本风压采用100年重现期的风压值；对风荷载是否敏感主要与高层建筑的自振特性有关，目前还没有实用的标准。一般当房屋高度大于60米时，采用100年一风压。《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）给出全国各个地方的设计基本风压。 2.风压高度变化系数μz 《荷载规范》把地面粗糙度分为A、B、C、D四类。 A类：指近海海面、海岸、湖岸、海岛及沙漠地区； B类：指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的城镇及城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区； D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区；风荷载高度变化系数μz

地面粗糙类别 D B C A

高度（m) 1.17 1.00 0.74 0.62 5 1.38 1.00 10 0.74 0.62 1.52 1.14 15 0.74 0.62 计算公式 0.24 =1.379(z/10)A类地区1.63 1.25 0.84 0.62 20 0.32 = (z/10)B类地区1.80 30 1.42 1.00 0.62 )0.44 =0.616(z/1040 C1.92 1.56 1.13 0.73 类地区0.6 =0.318(z/10)1.25 2.03 1.67 50 0.84 D类地区0.93 1.35 2.12 60 1.77 1.02 2.20 70 1.86 1.45 1.11 1.95 1.54 2.27 80 1.19 1.62 2.02902.34 1.27 100 2.40 2.091.70 1.61 2.03 2.382.64 150 1.92 200 2.612.30 2.83 2.19 2.802.99 2502.54 2.45 3.12 3002.972.75 2.68 3502.94 3.123.12 2.91 3.123.12 4003.12 3.12 3.123.12 3.12 450 位于山峰和山坡地的高层建筑，其风压高度系数还要进行修正，可查阅《荷载规范》。 3.风载体型系数μs 风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比值，它表示不同体型建筑物表面风力的小。一般取决于建筑建筑物的平面形状等。确定各个表面的风载体型2－4.2表P57计算主体结构的风荷载效应时风荷载体型系数可按书中或由风洞试验确定。几种常用结构形式的风载体型系数如下图注：“＋”代表压力；“－”代表拉力。 zβ 4.风振系数z反映了风荷载的动力作用，它取决于建筑物的高宽比、基本自振周期及地面粗糙度风振系数β 基本风压。《荷载规范》规定对于基本自振周期大于0.25s的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，及对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。其z可按下式计算:

膜结构施工方案

芷峪澜湾花园商业西入口广场景观膜结构工程膜结构工程施工组织设计编制：审核：批准：深圳市大兴钢膜结构建筑工程有限公司二O一三年十月目录第一章、编制依据 (3) 第二章、现场平面布置及管理……………………………………… 第三章、劳动力安排、材料供应计划、施工机械使用计划……… 第四章、施工进度计划及工期保证措施…………………………… 第五章、施工方案和施工方法……………………………………… 第六章、本工程重点、难点及保证措施…………………………… 第七章、深化设计方案……………………………………………… 第八章、质量管理……………………………………………………

第九章、安全生产、文明施工、环境保护保证措施、交通组织措施、雨季、台风和夏季高温季节的施工保证措施…… 第一章编制依据一.依据招标单位所颁发的招标文件、答疑纪要、设计资料及设计图纸要求。二.依据国家现行的有关设计及施工规范 1.《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205—2001）； 2.《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）（J218-2002）； 3.《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）； 4.《钢结构设计规范》）（GBJ50017）； 5.《建筑结构荷载规范》（GBJ50009）； 6.《建筑抗震设计规范》（GBJ50011）； 7.《网架结构设计及施工规程》（JGJ11-89）； 8.《钢结构、管道涂装技术规程》（YB5/T9256-96）； 2.9《膜结构技术规程》（CECS 158：2004）； 10.《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001）； 11.《施工组织设计编写规范》（深圳市标准）； 12. 索制作与安装应符合钢丝绳标准（GB/T8918-1996）； 13. 螺丝符合相关国家规范（GB/T1229~1231）及（GB/T3632~3633）的规定； 14.沧州市政府“浄、畅、宁”工程文明施工的措施要求。三.工程概况 1、工程概况本工程位于中国广东省深圳市观澜芷峪澜湾花园商业西入口广场内，建筑面积约为542平方米，膜展开面积229平方米。由4根钢管主立柱及方通结构拼接而成，表面为张拉膜结构。工程的主要特点是膜结构安装难度大，安全生产将成为本工程的重点，另外本工程钢结构对膜结构安装制约条件高，钢结构的空间尺寸准确性将直接影响膜结构的安装效果。所有工作面均为高空作业、平均高度达12米。 2、主要特点本工程膜结构工程的特点及难点：

膜结构工程验收标准样本

膜结构工程验收标准一、膜结构制作、安装分项工程应按具体情况划分为一个或若干个检验批, 按本章的规定进行工程质量验收。与膜结构制作、安装相关的钢结构分项工程的验收, 应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规划》GB 50205执行。其它相关分项工程的验收, 应按有关的施工质量验收标准执行。一、膜结构制作、安装分项工程应按具体情况划分为一个或若干个检验批, 按本章的规定进行工程质量验收。与膜结构制作、安装相关的钢结构分项工程的验收, 应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规划》GB 50205执行。其它相关分项工程的验收, 应按有关的施工质量验收标准执行。二、膜结构的支承结构和各项连接构造应符合以下标准: 1、保证连接的安全、合理、美观。 2、连接件应具有足够的强度、刚度和耐久性, 应不先于所连接的膜材、拉索或钢构件破坏, 并不产生影响结构受力性能的变形。连接处的膜材应不先于其它部位的膜材破坏。 3、连接件应传力可靠, 并减少连接处应力集中。 4、节点构造应符合计算假定。应考虑节点构造偏心对拉索、膜材产生的影响, 施加预张力的方式、结构安装允许偏差, 以及进行二次张拉的可能性。 5、在膜材连接处应保持高度水密性, 应采取一定的构造措施防止膜材磨损和撕裂。 6、对金属连接件应采用可靠的防腐蚀措施。 7、在支承构件与膜材的连接处不得有毛刺、尖角、尖点。三、膜面外观应全面进行检查。膜面排水坡度、排水槽、天沟、檐口等做法应符合设计要求。表面应无积水坑, 可采用自然或人工淋水试验检查排水是否顺畅。四、膜面外观应全面进行检查。膜面应无时显污渍、串色现象, 无破损、划伤, 无明量褶皱。五、工程完工后宜检查膜面的张力值是否符合设计和预张力。六、膜结构工程验收时, 应具备下列文件和记录, 并经检查符合相关规定的质量要求: 1、膜结构( 含钢、索结构) 施工图、竣工图、设计变更文件; 2、技术交底记录、施工组织设计; 3、膜材、钢材、索及其材料的产品质量保证书和检测报告; 4、膜单元、钢构件、索和其它部件制作过程的质量检验记录; 5、膜单元安装和施加预张力过程的质量检验记录; 6 专业操作人员上岗证书; 7、其它有关文件和记录。七、空气支承膜结构在验收前应进行充气系统测试。经测试应确认; 气流损失不大于设计值; 最大静内压不大于最大工作内压设计值; 压力控制系统按设计运行。有条件时, 尚可进行除雪系统和紧急后备系统的测试。八、空气支承膜结构工程验收时, 除第六条所规定的文件外, 尚应提供下列文件; 设计条件说明; 充气设备的合格证明; 结构在常规和紧急情况下的操作和维护手册。九、膜结构工程检验批准的施工质量验收, 当符合下列各项规定时, 应判定为合格: 1、有关分项工程的施工质量, 按本规程第一条的规定验收合格; 2、膜结构的支承结构和连接构造符合本规程第二条规定; 3、工程排水、防水功能的检验结果符合本规程第三条的规定; 4、工程观感质量的检验结果符合本规程第四条的规定;

风荷载标准值的计算

风荷载标准值的计算中国建筑标准设计研究所刘达民 1．概况建筑结构荷载规范GB50009-2001是最新版本代替了GBJ9-87，从2002年3月1日起施行。风荷载属于基础性标准，只有50年的实测数据。风荷载计算，第7.1.1与7.1.2黑体字属强制性条文，必须执行。风荷载对门、窗、幕墙而言是主要荷载，其破坏作用较大，属矛盾的主要方面。建筑结构荷载规范中风荷载虽公式未变，但参数、取值有所变化。修改后的规范更合理，计算简化，与国际上的做法接近。门、窗、幕墙产品测试中的P3与Wk是对应关系。 2．新老规范差异风荷载部分主要差异有： a）把主体结构与围护结构区别对待。其中阵风系数与体型系数在取值上有区别。 b）基本风压的调整由原来30年一遇改为50年一遇，提高10%左右，但地点不同，有所区别；起点由原来0.25kPa改为0.30kPa，内陆地区变化不大，但沿海地区较大； c）规范中同时提供667个城市地区的参数可直接选用，个别仍有例外 d）围护结构可仍按50年选取，专业规范另有规定的除外，例JGJ113要加大10%等。 e）高度系数作了调整由原来A、B、C三类调为A、B、C、D四类，与国际上划分一致。 A、B类与原来一样，但C类稍有降低，D类为新增加。将A、B、C、D四类数据化：即当拟建房2km为半径的迎风半径影响范围内的房屋高度和密集度区分。取该地区主导风和最大风向为准。以建筑物平均高度?来划分地面粗糙度。当?≥18M为D类；9M

膜结构水立方的分析

建筑结构选型结课论文姓名：谢昆柱学号：1401102-07 所在院系：建筑与城市规划学院学科专业：城乡规划指导教师：张弘日期：二零一六年十二月二十五日

对于膜结构建筑——“水立方”的分析膜结构在国内的应用晚于国外近50年，但近十几年来，膜结构在国内的应用发展速度高于世界任何地区。目前，膜结构已广泛应用于大型体育馆，展览中心，航空和铁路交通，文化娱乐等公共建筑中。膜结构是一种古老的结构型式，它具有轻盈，纤薄，柔软的质感，与传统的混凝土有明显的区别，常常能给人以耳目一新的艺术感受。膜结构属于柔性材料，膜材本身的受弯刚度几乎为零，但通过不同的支撑体系可以使薄膜结构承受张力，从而形成具有一定刚度的稳定曲面。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。这也是薄膜结构更具有艺术性的一个原因。例如在上海世博会世博轴膜屋面正是应用了这种特性，才建出了轻质大跨度的结构。除了这些在建筑结构上的特性，还有以下在物理与在实际生活上的特点。 <1>具有优良的力学特性。膜结构的受力为单纯受拉，膜材只承受沿膜面的张力，因而可充分发挥材料的受拉性能。它是跨度重量比最大的一种结构，且单位面积的结构自重与造价不会随跨度的增加而明显地增加。 <2>膜结构透光自洁，减少能源消耗，降低维护费用。膜结构是半透明的织物，透光率一般可达4％~16％，能够满足大跨度建筑在平时使用时利用自然光的采光要求，白天几乎不需要人工照明。但是冬季

太阳光对于膜结构屋盖内部的气温升高效应不大，而夏天却相反，膜结构的室内气温比室外高出5—10度，有时会使人感到明显的不适。因此，膜结构多采用反射能力强的淡色材料。 <3>使用范围广，可拆卸，易运输。从气候条件看，它适用于广阔的地域；从规模上看，可以小到花园小品，大到覆盖几万，几十万平方米的建筑。膜结构可作巡回演出，展览等临时建筑，其拆卸和安装所需时间短。综上所述，膜结构建筑外观雅致飘逸，空间开阔灵秀，结构轻盈，透光阻燃，经久自洁，安装快捷，节能建耗，造价适中，维修简便。但是膜结构也有缺点，主要就是耐久性较差，早期的织物薄膜不仅强度低而且只有5~10年的寿命，因此膜结构常常被认为只能用于临时性建筑。虽然由于近年来高强，防火，透光，耐久性好，性能稳定的膜材的出现和应用，膜结构的设计寿命可达20年以上。而膜结构存在的另一个问题是，由于薄膜张力的连续性，局部的破坏就会造成整个膜结构垮掉。此外，膜材隔声和隔热效果较差，也限制了膜结构的应用范围。在中国有一个膜结构的完美体现——水立方。“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用了膜结构———ETFE 材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。“水立方”不仅是一幢优美和复杂的建筑，她还能激发人们的灵感和热情，丰富人们的生活，为人们提供记忆的载体。因此设计中不仅利用水的装饰作用，同时还利用其独特的微观结构。采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜