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几种膜结构

日期:2015-8-25 17:02:54 | 阅读:1036

  1)纯钢拱形结构
  采用传统的梁柱系统,屋顶为圆拱式,柱梁间距一般为8m左右。 
  2)混凝土结构主体加钢拱
  以上两种最简单的膜结构,依平面的形状,如方形、菱形等,可有许多变化,拱的间距依使用的膜材强度、设计荷载、风力等确定。
  3)混凝土主体结构加钢索
  脊素为上弯,位于膜布下面,谷索为下弯,位于膜上面。两种钢索的弯向相反张拉后造成相反方向的垂直力,使膜市受到垂直方向的张力,膜布中水平方向的张力直接张拉形成。
  4)混凝土主体结构加钢柱
  5)张拉式帐篷膜结构
  6)大型(跨度在200m以上)气撑式膜结构 
  用扁钢作的钢索加上膜布,可以做成大跨度的巨型屋顶。这种建筑,结构简单,施工方便,经济效益高,无需维修。但因需常年维持封闭,进出较不便,现己不再新建,但仍不失为一种好的结构形式。由于膜结构需要精确的设计及剪裁,以达到理想的效果,大卫、盖格和哥伦比亚大学的同僚迈克、马克麦克和约塞夫、赖特共同开发了非线性钢索计算程式,为气撑式大型膜屋顶工程设计奠定了基础。自1973年至1978年,在世界各地一连建造了12座气撑式膜结构大型室内体育馆,与同时期落成的其他球场比较,这些膜结构的体育馆不但价格便宜,而且施工快。面积40000m2的银顶球场的屋顶只用了11.5个月即全部完成。为世界最大之室内体育馆。   
  7)钢索穹顶 
  1980年左右,盖格先生又创造了使用永久性膜结构的新技术,这种新技术是基于工程哲学家巴克明斯特.富勒的理论。富勒认为现代的结构都是在对抗地心吸引力,不断地争取压力的连续性,但自然界并非如此。这是一项看似平淡,实则非常智慧的哲理,1983年他发表的文章中建议在结构上逐步减少压力的影响,而增加张力的作用,富勒将他的新观念命名为“张力式”,英语是张力(Tension)和完整(Integrity)二字的合成。在这种理想的结构中“压力杆件是张力大海中的一个小岛”。盖格先生对富勒的哲理,则有更进一步的解释,他认为“空间的跨越是由连续的张力索和不连续的压力杆”完成的。在这一理论基础上,他提出钢索穹项由以下杆件组成:中央张力环经由数目为四的倍数的脊索、环索、中继斜拉索、压力杆和斜拉索而到达压力环梁,形成一个完整封闭的张力拱结构系统。 
  这一发明取得了专利。因其不需空气支撑,制作比较简便,故在大型场馆的建设中,逐步取代了气撑式膜结构。钢索穹顶在结构技术上,用预应力的原理建立了一种完全突破传统思维的新概念。 
  将钢索结构加上预应力,使得原来应是压力的杆件亦成了张力件,并以钢索取代,由此压力杆件的数目减少,而形成非常轻巧的穹顶结构。传统的钢架结构自身重量随跨度加大而急剧增加,但在钢索穹顶的结构系统中,单位重量永远保持不变。这在结构学的理论上,是一个突破。 
  钢索穹顶的结构系统,亦可配以其他传统建材,如钢板、玻璃等,结构自重不会超过20Kg/m2,是一项高功效、多用途的新技术。 
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