膜結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的修建結(jié)構(gòu)相比,形體多樣、重量輕,可獲得較大跨度的修建空間,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。膜結(jié)構(gòu)的加工和制造均在工廠內(nèi)完結(jié),僅在現(xiàn)場(chǎng)裝置即可,與混凝土結(jié)構(gòu)相比大大縮短了了施工工期。 膜結(jié)構(gòu)具有易拆,易建,易搬家和易更新的特色,膜結(jié)構(gòu)具有較低的能耗、較高的反射性和較低的吸光率, 已被廣泛用于大型的體育場(chǎng)館和公共修建。如美國(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng),英國(guó)的格林威治的“千年穹頂”張拉膜結(jié)構(gòu)。這些年中國(guó)的膜結(jié)構(gòu)也有了較快的開(kāi)展,上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)館變成中國(guó)第一個(gè)永久性的膜結(jié)構(gòu)工程, 2008年奧運(yùn)場(chǎng)館“鳥巢”及2010年上海世博軸的建成表明了膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)得到了較快的開(kāi)展。這種共同的修建辦法得到了越來(lái)越多的關(guān)注和開(kāi)展。這篇文章主要從膜材,膜結(jié)構(gòu)類型的挑選及找形辦法和節(jié)點(diǎn)銜接方面剖析了膜結(jié)構(gòu)的特色,并聯(lián)系上海世博挪威館剖析了膜結(jié)構(gòu)的使用。
1膜資料物理及力學(xué)功能剖析
膜資料主要有PVC膜材, PTFE膜材及ETFE膜材。
2膜結(jié)構(gòu)形狀及特色剖析
2.1 骨架式
骨架式膜結(jié)構(gòu)以鋼構(gòu)或集成資料構(gòu)成房頂骨架在其上張拉膜材的結(jié)構(gòu)辦法。?其下部支撐安定性高, 因房頂外型比照單一,開(kāi)口不易受限制,具有經(jīng)濟(jì)效益高級(jí)特色,廣泛使用于任何巨細(xì)規(guī)模的空間。
2.2 充氣式
充氣式膜結(jié)構(gòu)的基本辦法有氣承式、雙層或多層氣墊式、氣肋式等。充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于房頂結(jié)構(gòu)周邊并使用送風(fēng)系統(tǒng)到室內(nèi)使氣壓上升到必定壓力今后室表里發(fā)生必定的壓力差以反抗外力,使用氣壓差來(lái)支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)及外荷載,鋼索僅作為輔佐構(gòu)件,無(wú)需任何的梁柱能夠到達(dá)更大的空間,一起施工方便,經(jīng)濟(jì)效益高,但其維護(hù)費(fèi)用貴重,操控氣壓的難度較大,空間密閉和“袋裝效應(yīng)”等不足限制了其使用。
2.3 張拉式
張拉膜結(jié)構(gòu)以鋼索、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等為鴻溝,經(jīng)過(guò)張拉鴻溝或頂升飛柱等手段給膜面施加張力,以堅(jiān)持規(guī)劃的形狀并接受荷載. 張拉膜結(jié)構(gòu)主要由三有些構(gòu)成:張拉膜材、加強(qiáng)膜面的脊索或骨索、索膜系統(tǒng)的支撐,支撐主要為鋼結(jié)構(gòu),也可選用混凝土結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)。其修建外型五光十色,能充分體現(xiàn)修建藝術(shù)的辦法,這些年大型跨度空間也多使用以鋼索與緊縮資料構(gòu)成鋼索網(wǎng)來(lái)支撐上部膜材。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)辦法具有施工需求精度高,結(jié)構(gòu)功能強(qiáng)以及豐富的表現(xiàn)力特色,所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。
2.3.1 張拉式膜結(jié)構(gòu)的外型
張拉膜結(jié)構(gòu)的基本辦法主要有馬鞍形、傘形(圓錐形)、拱支承形、脊谷形等。鞍形曲面是典型的互反曲面辦法,它由4 個(gè)不共面的角點(diǎn)和銜接角點(diǎn)的邊際構(gòu)件圍合而成在這4個(gè)角點(diǎn)中,一般有兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)為高點(diǎn) ,另兩個(gè)為低點(diǎn)。鞍形膜結(jié)構(gòu)的邊際構(gòu)件能夠是混凝土梁或空間鋼桁架,即構(gòu)成所謂的剛性鴻溝;也能夠選用邊索,經(jīng)過(guò)對(duì)其施加較大的預(yù)張力構(gòu)成柔性鴻溝。因?yàn)槿嵝曾櫆夏軌蜉^好地習(xí)慣膜面的變形,防止膜面在裝置和受荷過(guò)程中呈現(xiàn)褶皺,因此較為常用。傘形膜結(jié)構(gòu)也是常見(jiàn)的張拉膜結(jié)構(gòu)辦法之一,這種結(jié)構(gòu)辦法的特色在于,膜單元的周邊相對(duì)位置較低,大都固定在剛性邊梁或柔性邊索上;在膜單元的中部設(shè)有一個(gè)(或多個(gè)) 高點(diǎn),多經(jīng)過(guò)獨(dú)立柱、飛柱或懸掛環(huán)的支承來(lái)完成;整個(gè)膜面呈錐形。此外,為了防止在高點(diǎn)鄰近的膜材內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大,當(dāng)膜單元跨度較大時(shí)一般會(huì)在高點(diǎn)和鴻溝支承點(diǎn)之間設(shè)置脊索,以改動(dòng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳力途徑,防止膜材呈現(xiàn)應(yīng)力會(huì)集。傘形曲面還能夠倒置后使用于工程中。拱支式膜結(jié)構(gòu)以拱為膜材供給接連的支承點(diǎn),結(jié)構(gòu)平面大都為圓形或近似橢圓形。當(dāng)跨度較大時(shí),常在中心拱與下部邊際構(gòu)件之間安置正交索網(wǎng)。拱支式膜結(jié)構(gòu)大都用于封閉式修建中。如加拿大加爾格里的林賽公園體育中心即是典型的拱支式膜結(jié)構(gòu)。脊谷形膜結(jié)構(gòu)是在兩高點(diǎn)之間安置相互平行的脊索、在兩低點(diǎn)之間安置谷索, 凹凸相間,曲面呈波浪形,脊索和谷索之間的膜面構(gòu)成負(fù)高斯曲率曲面。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或荷載較大時(shí),還可在脊索和谷索之間恰當(dāng)安置一些橫向的加強(qiáng)索。脊谷式膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面大都呈矩形。
2.3.2張拉膜結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)
張拉膜結(jié)構(gòu)工程按支承結(jié)構(gòu)及鴻溝束縛可分為三種類型:柔性支承系統(tǒng)、剛性支承系統(tǒng)、混合支承系統(tǒng)(剛性支承、柔性鴻溝)。
柔性鴻溝膜結(jié)構(gòu)和剛性支承、柔性鴻溝膜結(jié)構(gòu),以柔性的鋼索為鴻溝,且銜接膜節(jié)點(diǎn)板與支承結(jié)構(gòu)、已有修建或錨固根底的銜接段常做成長(zhǎng)度可調(diào)理、在其他方向上能夠滾動(dòng),以較好地習(xí)慣荷載作用下的變形及二次張拉。這種鴻溝辦法格外適用于選用PVC 掩蓋膜材的工程,對(duì)規(guī)劃及制造、裝置的精度需求也相對(duì)較低。國(guó)內(nèi)當(dāng)前的膜結(jié)構(gòu)工程絕大多數(shù)都選用柔性鴻溝。剛性鴻溝的膜結(jié)構(gòu),膜面的所有鴻溝都為剛性構(gòu)件。相關(guān)于柔性鴻溝而言,剛性鴻溝的膜結(jié)構(gòu)外型更為簡(jiǎn)捷、受工程場(chǎng)所束縛少,但其外型受鴻溝的影響更為顯著,且精度需求更高。
2.4 膜結(jié)構(gòu)的找形辦法
關(guān)于膜結(jié)構(gòu),形狀確認(rèn)是膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃的要害所在,當(dāng)前膜結(jié)構(gòu)的找形辦法主要有:力密度法,動(dòng)力松弛法及非線性有限元法,同濟(jì)大學(xué)張其林等提出的根據(jù)最小二乘法的求解理論,浙江大學(xué)的孫炳南教授等提出了綜合力密度法和動(dòng)力松弛法的找形戰(zhàn)略。聞名的膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃軟件EASY即是用力密度法找形的。
2.5 節(jié)點(diǎn)剖析
節(jié)點(diǎn)是膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃和施工的要害環(huán)節(jié),不只關(guān)系到構(gòu)件加工制造的難易,施工的作用還關(guān)系到全體結(jié)構(gòu)的耐久性和牢靠性。節(jié)點(diǎn)規(guī)劃時(shí)不只要滿意強(qiáng)度,習(xí)慣較大變形的才能,節(jié)點(diǎn)和防腐和防水還要充分考慮施工張拉的需求。
節(jié)點(diǎn)的銜接主要有膜與膜的銜接、膜與索的銜接、索與索的銜接、膜與支撐構(gòu)件的銜接、索與支撐構(gòu)件的銜接。膜與膜的銜接辦法主要有縫合銜接、機(jī)械銜接、粘結(jié)銜接、熱熔銜接和束帶銜接。膜與索的銜接主要有單邊銜接與雙方銜接。索與索的銜接主要有節(jié)點(diǎn)板銜接和夾板夾具銜接。膜與支撐構(gòu)件的銜接主要有夾板銜接、繩軌銜接和束帶銜接。索與支撐構(gòu)件的銜接主要有耳板銜接與套箍銜接。
膜結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的修建結(jié)構(gòu)相比,形體多樣、重量輕,可獲得較大跨度的修建空間,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。膜結(jié)構(gòu)的加工和制造均在工廠內(nèi)完結(jié),僅在現(xiàn)場(chǎng)裝置即可,與混凝土結(jié)構(gòu)相比大大縮短了了施工工期。 膜結(jié)構(gòu)具有易拆,易建,易搬家和易更新的特色,膜結(jié)構(gòu)具有較低的能耗、較高的反射性和較低的吸光率, 已被廣泛用于大型的體育場(chǎng)館和公共修建。如美國(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng),英國(guó)的格林威治的“千年穹頂”張拉膜結(jié)構(gòu)。這些年中國(guó)的膜結(jié)構(gòu)也有了較快的開(kāi)展,上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)館變成中國(guó)第一個(gè)永久性的膜結(jié)構(gòu)工程, 2008年奧運(yùn)場(chǎng)館“鳥巢”及2010年上海世博軸的建成表明了膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)得到了較快的開(kāi)展。這種共同的修建辦法得到了越來(lái)越多的關(guān)注和開(kāi)展。這篇文章主要從膜材,膜結(jié)構(gòu)類型的挑選及找形辦法和節(jié)點(diǎn)銜接方面剖析了膜結(jié)構(gòu)的特色,并聯(lián)系上海世博挪威館剖析了膜結(jié)構(gòu)的使用。
1膜資料物理及力學(xué)功能剖析
膜資料主要有PVC膜材, PTFE膜材及ETFE膜材。
2膜結(jié)構(gòu)形狀及特色剖析
2.1 骨架式
骨架式膜結(jié)構(gòu)以鋼構(gòu)或集成資料構(gòu)成房頂骨架在其上張拉膜材的結(jié)構(gòu)辦法。?其下部支撐安定性高, 因房頂外型比照單一,開(kāi)口不易受限制,具有經(jīng)濟(jì)效益高級(jí)特色,廣泛使用于任何巨細(xì)規(guī)模的空間。
2.2 充氣式
充氣式膜結(jié)構(gòu)的基本辦法有氣承式、雙層或多層氣墊式、氣肋式等。充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于房頂結(jié)構(gòu)周邊并使用送風(fēng)系統(tǒng)到室內(nèi)使氣壓上升到必定壓力今后室表里發(fā)生必定的壓力差以反抗外力,使用氣壓差來(lái)支撐整個(gè)結(jié)構(gòu)及外荷載,鋼索僅作為輔佐構(gòu)件,無(wú)需任何的梁柱能夠到達(dá)更大的空間,一起施工方便,經(jīng)濟(jì)效益高,但其維護(hù)費(fèi)用貴重,操控氣壓的難度較大,空間密閉和“袋裝效應(yīng)”等不足限制了其使用。
2.3 張拉式
張拉膜結(jié)構(gòu)以鋼索、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件等為鴻溝,經(jīng)過(guò)張拉鴻溝或頂升飛柱等手段給膜面施加張力,以堅(jiān)持規(guī)劃的形狀并接受荷載. 張拉膜結(jié)構(gòu)主要由三有些構(gòu)成:張拉膜材、加強(qiáng)膜面的脊索或骨索、索膜系統(tǒng)的支撐,支撐主要為鋼結(jié)構(gòu),也可選用混凝土結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)。其修建外型五光十色,能充分體現(xiàn)修建藝術(shù)的辦法,這些年大型跨度空間也多使用以鋼索與緊縮資料構(gòu)成鋼索網(wǎng)來(lái)支撐上部膜材。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)辦法具有施工需求精度高,結(jié)構(gòu)功能強(qiáng)以及豐富的表現(xiàn)力特色,所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。
2.3.1 張拉式膜結(jié)構(gòu)的外型
張拉膜結(jié)構(gòu)的基本辦法主要有馬鞍形、傘形(圓錐形)、拱支承形、脊谷形等。鞍形曲面是典型的互反曲面辦法,它由4 個(gè)不共面的角點(diǎn)和銜接角點(diǎn)的邊際構(gòu)件圍合而成在這4個(gè)角點(diǎn)中,一般有兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)為高點(diǎn) ,另兩個(gè)為低點(diǎn)。鞍形膜結(jié)構(gòu)的邊際構(gòu)件能夠是混凝土梁或空間鋼桁架,即構(gòu)成所謂的剛性鴻溝;也能夠選用邊索,經(jīng)過(guò)對(duì)其施加較大的預(yù)張力構(gòu)成柔性鴻溝。因?yàn)槿嵝曾櫆夏軌蜉^好地習(xí)慣膜面的變形,防止膜面在裝置和受荷過(guò)程中呈現(xiàn)褶皺,因此較為常用。傘形膜結(jié)構(gòu)也是常見(jiàn)的張拉膜結(jié)構(gòu)辦法之一,這種結(jié)構(gòu)辦法的特色在于,膜單元的周邊相對(duì)位置較低,大都固定在剛性邊梁或柔性邊索上;在膜單元的中部設(shè)有一個(gè)(或多個(gè)) 高點(diǎn),多經(jīng)過(guò)獨(dú)立柱、飛柱或懸掛環(huán)的支承來(lái)完成;整個(gè)膜面呈錐形。此外,為了防止在高點(diǎn)鄰近的膜材內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大,當(dāng)膜單元跨度較大時(shí)一般會(huì)在高點(diǎn)和鴻溝支承點(diǎn)之間設(shè)置脊索,以改動(dòng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳力途徑,防止膜材呈現(xiàn)應(yīng)力會(huì)集。傘形曲面還能夠倒置后使用于工程中。拱支式膜結(jié)構(gòu)以拱為膜材供給接連的支承點(diǎn),結(jié)構(gòu)平面大都為圓形或近似橢圓形。當(dāng)跨度較大時(shí),常在中心拱與下部邊際構(gòu)件之間安置正交索網(wǎng)。拱支式膜結(jié)構(gòu)大都用于封閉式修建中。如加拿大加爾格里的林賽公園體育中心即是典型的拱支式膜結(jié)構(gòu)。脊谷形膜結(jié)構(gòu)是在兩高點(diǎn)之間安置相互平行的脊索、在兩低點(diǎn)之間安置谷索, 凹凸相間,曲面呈波浪形,脊索和谷索之間的膜面構(gòu)成負(fù)高斯曲率曲面。當(dāng)結(jié)構(gòu)跨度較大或荷載較大時(shí),還可在脊索和谷索之間恰當(dāng)安置一些橫向的加強(qiáng)索。脊谷式膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)平面大都呈矩形。
2.3.2張拉膜結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)
張拉膜結(jié)構(gòu)工程按支承結(jié)構(gòu)及鴻溝束縛可分為三種類型:柔性支承系統(tǒng)、剛性支承系統(tǒng)、混合支承系統(tǒng)(剛性支承、柔性鴻溝)。
柔性鴻溝膜結(jié)構(gòu)和剛性支承、柔性鴻溝膜結(jié)構(gòu),以柔性的鋼索為鴻溝,且銜接膜節(jié)點(diǎn)板與支承結(jié)構(gòu)、已有修建或錨固根底的銜接段常做成長(zhǎng)度可調(diào)理、在其他方向上能夠滾動(dòng),以較好地習(xí)慣荷載作用下的變形及二次張拉。這種鴻溝辦法格外適用于選用PVC 掩蓋膜材的工程,對(duì)規(guī)劃及制造、裝置的精度需求也相對(duì)較低。國(guó)內(nèi)當(dāng)前的膜結(jié)構(gòu)工程絕大多數(shù)都選用柔性鴻溝。剛性鴻溝的膜結(jié)構(gòu),膜面的所有鴻溝都為剛性構(gòu)件。相關(guān)于柔性鴻溝而言,剛性鴻溝的膜結(jié)構(gòu)外型更為簡(jiǎn)捷、受工程場(chǎng)所束縛少,但其外型受鴻溝的影響更為顯著,且精度需求更高。
2.4 膜結(jié)構(gòu)的找形辦法
關(guān)于膜結(jié)構(gòu),形狀確認(rèn)是膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃的要害所在,當(dāng)前膜結(jié)構(gòu)的找形辦法主要有:力密度法,動(dòng)力松弛法及非線性有限元法,同濟(jì)大學(xué)張其林等提出的根據(jù)最小二乘法的求解理論,浙江大學(xué)的孫炳南教授等提出了綜合力密度法和動(dòng)力松弛法的找形戰(zhàn)略。聞名的膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃軟件EASY即是用力密度法找形的。
2.5 節(jié)點(diǎn)剖析
節(jié)點(diǎn)是膜結(jié)構(gòu)規(guī)劃和施工的要害環(huán)節(jié),不只關(guān)系到構(gòu)件加工制造的難易,施工的作用還關(guān)系到全體結(jié)構(gòu)的耐久性和牢靠性。節(jié)點(diǎn)規(guī)劃時(shí)不只要滿意強(qiáng)度,習(xí)慣較大變形的才能,節(jié)點(diǎn)和防腐和防水還要充分考慮施工張拉的需求。
節(jié)點(diǎn)的銜接主要有膜與膜的銜接、膜與索的銜接、索與索的銜接、膜與支撐構(gòu)件的銜接、索與支撐構(gòu)件的銜接。膜與膜的銜接辦法主要有縫合銜接、機(jī)械銜接、粘結(jié)銜接、熱熔銜接和束帶銜接。膜與索的銜接主要有單邊銜接與雙方銜接。索與索的銜接主要有節(jié)點(diǎn)板銜接和夾板夾具銜接。膜與支撐構(gòu)件的銜接主要有夾板銜接、繩軌銜接和束帶銜接。索與支撐構(gòu)件的銜接主要有耳板銜接與套箍銜接。
3上海世博挪威館實(shí)例剖析
海世博挪威館主體結(jié)構(gòu)為木結(jié)構(gòu),頂面為膜結(jié)構(gòu)。上海世博挪威館的主體結(jié)構(gòu)由15顆樹構(gòu)成,樹與根底經(jīng)過(guò)預(yù)埋螺栓銜接,樹與膜結(jié)構(gòu)用預(yù)埋鋼板和銜接件銜接,四周以采光較好的玻璃幕墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)各種膜資料物理力學(xué)功能和報(bào)價(jià)的比照剖析,挪威館選用了PTFE膜材,考慮到與木結(jié)構(gòu)的聯(lián)系及排水和避雷規(guī)劃,該館選用EASY軟件進(jìn)行了找形剖析,選用了張拉式膜結(jié)構(gòu)中的馬鞍型式。該馬鞍型結(jié)構(gòu)在高點(diǎn)設(shè)置避雷,在低點(diǎn)設(shè)置集水盒用于掃除雨水。
3.1 挪威館的頂面膜結(jié)構(gòu)
挪威館的頂面膜結(jié)構(gòu)由四角點(diǎn)帆船膜、眼角膜和蓋膜三有些構(gòu)成。帆船膜的四角別離與樹枝的四個(gè)角點(diǎn)相連經(jīng)過(guò)銜接件和預(yù)埋鋼板焊接相連, 帆船膜之間用束帶相銜接,眼角膜與帆船膜用熱熔辦法銜接,其疊合寬度為10cm,膜結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)鋼板預(yù)先與木結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋鐵件焊接,然后經(jīng)過(guò)螺栓與鋼板銜接。
四角帆船膜眼角膜蓋膜
3.2 節(jié)點(diǎn)銜接
木結(jié)構(gòu)樹干與樹枝的用鋼銷釘銜接,各個(gè)樹枝的經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度螺栓與預(yù)埋于樹枝的鋼板銜接, 膜結(jié)構(gòu)與樹枝有些經(jīng)過(guò)銜接件與預(yù)埋于木結(jié)構(gòu)的鋼板進(jìn)行焊接。銜接件為了防止發(fā)生應(yīng)力會(huì)集選用弧形過(guò)渡。膜材與銜接件經(jīng)過(guò)加強(qiáng)PTFE束帶銜接。束帶經(jīng)過(guò)對(duì)稱設(shè)置確保了傳力的均勻性到達(dá)了預(yù)期作用。在帆船膜完結(jié)后,在其上用熱熔法覆上蓋膜,到達(dá)了杰出的防水作用。
3.3節(jié)點(diǎn)的防水處置
膜結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防水處置是節(jié)點(diǎn)處置的要害,挪威館的防水處置選用的處置辦法:
首先將雨水集水盒放置在四個(gè)樹枝預(yù)埋鐵件交接處的最低點(diǎn),與沿樹枝的雨水管經(jīng)過(guò)一段熱鍍鋅的鋼管相連,鋼管與集水盒經(jīng)過(guò)焊接辦法銜接在一起,集水盒用一樣的膜資料經(jīng)過(guò)打膠進(jìn)行包邊處置確保了整個(gè)集水盒的密封性。
4定論
(1)這篇文章剖析了各種膜材的物理力學(xué)特性,進(jìn)行了比照剖析,聯(lián)系造價(jià)等要素挑選了PTFE作為挪威館的膜材。
(2)這篇文章總結(jié)了膜結(jié)構(gòu)的三種基本的型式和找形選用的辦法,并側(cè)重剖析了張拉式膜結(jié)構(gòu)4種常見(jiàn)的外型,聯(lián)系挪威館的實(shí)際情況選用了馬鞍式的結(jié)構(gòu)外型,并用EASY軟件進(jìn)行了找形剖析。
(3)挪威館選用木結(jié)構(gòu)作為支撐系統(tǒng),支撐頂面的膜結(jié)構(gòu),膜結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)預(yù)埋鋼板與銜接件銜接,傳遞途徑明確,受力均勻合理,經(jīng)過(guò)選用馬鞍型辦法,高點(diǎn)避雷,地址防水,防水結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練牢靠,收到了杰出作用,證明了木結(jié)構(gòu)與膜結(jié)構(gòu)聯(lián)系的可行性與牢靠性。
3上海世博挪威館實(shí)例剖析
海世博挪威館主體結(jié)構(gòu)為木結(jié)構(gòu),頂面為膜結(jié)構(gòu)。上海世博挪威館的主體結(jié)構(gòu)由15顆樹構(gòu)成,樹與根底經(jīng)過(guò)預(yù)埋螺栓銜接,樹與膜結(jié)構(gòu)用預(yù)埋鋼板和銜接件銜接,四周以采光較好的玻璃幕墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)各種膜資料物理力學(xué)功能和報(bào)價(jià)的比照剖析,挪威館選用了PTFE膜材,考慮到與木結(jié)構(gòu)的聯(lián)系及排水和避雷規(guī)劃,該館選用EASY軟件進(jìn)行了找形剖析,選用了張拉式膜結(jié)構(gòu)中的馬鞍型式。該馬鞍型結(jié)構(gòu)在高點(diǎn)設(shè)置避雷,在低點(diǎn)設(shè)置集水盒用于掃除雨水。
3.1 挪威館的頂面膜結(jié)構(gòu)
挪威館的頂面膜結(jié)構(gòu)由四角點(diǎn)帆船膜、眼角膜和蓋膜三有些構(gòu)成。帆船膜的四角別離與樹枝的四個(gè)角點(diǎn)相連經(jīng)過(guò)銜接件和預(yù)埋鋼板焊接相連, 帆船膜之間用束帶相銜接,眼角膜與帆船膜用熱熔辦法銜接,其疊合寬度為10cm,膜結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)鋼板預(yù)先與木結(jié)構(gòu)上的預(yù)埋鐵件焊接,然后經(jīng)過(guò)螺栓與鋼板銜接。
四角帆船膜眼角膜蓋膜
3.2 節(jié)點(diǎn)銜接
木結(jié)構(gòu)樹干與樹枝的用鋼銷釘銜接,各個(gè)樹枝的經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度螺栓與預(yù)埋于樹枝的鋼板銜接, 膜結(jié)構(gòu)與樹枝有些經(jīng)過(guò)銜接件與預(yù)埋于木結(jié)構(gòu)的鋼板進(jìn)行焊接。銜接件為了防止發(fā)生應(yīng)力會(huì)集選用弧形過(guò)渡。膜材與銜接件經(jīng)過(guò)加強(qiáng)PTFE束帶銜接。束帶經(jīng)過(guò)對(duì)稱設(shè)置確保了傳力的均勻性到達(dá)了預(yù)期作用。在帆船膜完結(jié)后,在其上用熱熔法覆上蓋膜,到達(dá)了杰出的防水作用。
3.3節(jié)點(diǎn)的防水處置
膜結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的防水處置是節(jié)點(diǎn)處置的要害,挪威館的防水處置選用的處置辦法:
首先將雨水集水盒放置在四個(gè)樹枝預(yù)埋鐵件交接處的最低點(diǎn),與沿樹枝的雨水管經(jīng)過(guò)一段熱鍍鋅的鋼管相連,鋼管與集水盒經(jīng)過(guò)焊接辦法銜接在一起,集水盒用一樣的膜資料經(jīng)過(guò)打膠進(jìn)行包邊處置確保了整個(gè)集水盒的密封性。
4定論
(1)這篇文章剖析了各種膜材的物理力學(xué)特性,進(jìn)行了比照剖析,聯(lián)系造價(jià)等要素挑選了PTFE作為挪威館的膜材。
(2)這篇文章總結(jié)了膜結(jié)構(gòu)的三種基本的型式和找形選用的辦法,并側(cè)重剖析了張拉式膜結(jié)構(gòu)4種常見(jiàn)的外型,聯(lián)系挪威館的實(shí)際情況選用了馬鞍式的結(jié)構(gòu)外型,并用EASY軟件進(jìn)行了找形剖析。
(3)挪威館選用木結(jié)構(gòu)作為支撐系統(tǒng),支撐頂面的膜結(jié)構(gòu),膜結(jié)構(gòu)與木結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)預(yù)埋鋼板與銜接件銜接,傳遞途徑明確,受力均勻合理,經(jīng)過(guò)選用馬鞍型辦法,高點(diǎn)避雷,地址防水,防水結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練牢靠,收到了杰出作用,證明了木結(jié)構(gòu)與膜結(jié)構(gòu)聯(lián)系的可行性與牢靠性。
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