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索桁架膜结构(Cable Truss Membrane)

日期:2015-6-18 8:52:53 | 阅读:434

       索桁架膜结构是以张拉索和膜材作为结构体系,承受外部作用力的轻质索支承张拉膜结构。与张拉膜相比,索桁架张拉膜结构的索桁架自身为完整稳定的结构体系,可独立于膜存在,在特定的预张力膜态下,具有足够的刚度来承受风荷载、雪荷载等。与骨架式膜结构相比,索桁架支承体系可实现更大的网格间距,更加简洁的空间形式。索桁架膜结构中的膜材不仅是满足建筑功能要求的半透明覆盖材料,同时还要承受一定的外部荷载。
       索桁架膜结构主要包括受拉的环向索、径向索桁架,压力环、覆盖膜,以及必要的桅杆、吊杆等。压力环可采用钢结构管、桁架或钢筋混凝土。膜材一般应用A类膜或B类膜(玻璃纤维织物基布)以满足建筑和结构的要求。平面可以为椭圆形,索可布置为毂轴辐射状。对大型运动场,可仅覆盖看台,形成中空的椭圆。环向索拉力从中部向外环逐渐递次减小,因此,环索直径从中部向外环也逐渐递次减小,内环索最大,一般可采用4、6、8、12根组合索。径向索一般受力比较均匀,当为马鞍形立面时受力不均匀,径向索间距一般为15.0~25.0m,比一般骨架式网轴或柱距大。
索桁架膜结构不仅可获得优异的建筑效果,同时也具有完美的结构受力性能、且综合造价底,是大型体育场(罩棚挑臂大于30.0m以上)一种经济美观的建筑结构解决方案。如意大利新罗马奥林匹克体育场(Rome Olympic Stadium,1990)(图2.3a)仅设置了78根径向索、稳定索和垂直的吊索,径向索之间为9根π形钢管作为膜支承,压力环为三角形截面钢管桁架。戴姆勒体育场(Gottlieb-Daimler Stadium,1993)(图2.3b)挑臂58.0m,40根径向索,间距20.0m,覆盖3.4万平方米,径向索连接7个钢管拱(矢高小1/8~1/10)形成拱形膜双曲面。马来群岛国家运动中心体育馆(Malaysia National Sports Complex,1998), 挑臂62.0m,面积3.8万平方米,36榀径向索桁架,钢索为自锁型,截面直径为100mm,压力环为钢管(钢管直径为1400mm)。科威特体育场,平面尺寸为256.48m×282.4m,呈椭圆形,立面呈马鞍型,由54道径向索φ50,10道环向索(由圈梁至内环,编号1~10),内环索8根φ90阵列2X4,由内环向外的9~10、7~8、4~6、1~3分别为φ90的钢索,数量为6、4、2、1根。在径向索和环向索构成的四边形索网格上由飞柱(Flying Mast)、下张拉稳定索构成连续张弦膜单元[6]。
 
(a)New Rome Olympic Stadium                (b)Gottlieb-Daimler Stadium
图2.3  索桁架膜结构
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