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骨架式膜结构(Space Frame Membrane)

日期:2015-6-17 10:14:20 | 阅读:616

骨架式膜结构由呈负高斯曲率的膜面和骨架组成,骨架自身具有稳定性和完整性,张拉膜置于骨架上,骨架自身具有稳定性和完整性。骨架式膜结构的显著特点在于:膜不是维持结构体系存在的必要结构单元,但膜又不仅仅是单纯的覆盖屋面系,而是充分发挥了采光建筑功能、及其优异的结构性能。
由于膜张拉强度很高可以承受较大的预张力的作用,因此,膜可覆盖大网格或大间隔空间骨架(一般网格距离在4.0~6.0m左右)。骨架式膜结构是一种十分稳定的结构系统,骨架自身构成稳定的结构体系。膜覆盖于结构之上,比较而言膜的初始形态更易于实现。
虽然预张力对骨架式膜的“形”与“态”的影响不及张拉膜,但仍必须引入足够大的张力,一般经纬双向的应力分别在1.5~4kN/m(PVC/PES)和2~6kN/m(PTFE/GF)以上,以保证结构受力特性,避免在风荷载作用下膜面发生较大颤振或波浪,并由徐变松弛导致膜面凹陷。膜的预张力水平一般由其工作环境,膜面积大小等因素决定。骨架式膜结构的膜面一般较小,膜内张拉力对膜面变形比较敏感,徐变作用容易使初始预张力变小、膜松弛。膜面预张力在早期的损失比较显著,因此,需要设计合适的临时或永久性的预张力二次调整引入机制,一般情况下,在施工完成后的24小时左右可以进行首次二次张拉。
骨架一般设置于膜内侧,由于膜的透光性会突显骨架的室内视觉效果,因此,骨架的布置、形式、材料、节点等是设计考虑的重点,应力求简洁、富于韵律。在现代膜结构发展的早期,骨架式膜应用较少。但是,现代膜结构有膜面曲率减小、趋于平缓、预张力水平增加的趋势,骨架式膜具有更广泛的应用领域,特别是对于大型公共体育馆、体育场、公路收费站、展览馆等。
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