什么是膜結(jié)構(gòu)工程
發(fā)布日期:2019-09-10
膜結(jié)構(gòu)工程分7中,分別是:
1)純鋼拱形結(jié)構(gòu)
采用傳統(tǒng)的梁柱體系,房頂為圓拱式,柱梁距離一般為8m左右。
2)混凝土結(jié)構(gòu)主體加鋼拱
以上兩種最簡略的膜結(jié)構(gòu),依平面的形狀,如方形、菱形等,可有許多改變,拱的距離依運(yùn)用的膜材強(qiáng)度、規(guī)劃荷載、風(fēng)力等確認(rèn)。
3)混凝土主體結(jié)構(gòu)加鋼索
脊素為上彎,坐落膜布下面,谷索為下彎,坐落膜上面。兩種鋼索的彎向相反張拉后造成相反方向的垂直力,使膜市遭到垂直方向的張力,膜布中水平方向的張力直接張拉構(gòu)成。
4)混凝土主體結(jié)構(gòu)加鋼柱
5)張拉式帳子膜結(jié)構(gòu)
6)大型(跨度在200m以上)氣撐式膜結(jié)構(gòu)
用扁鋼作的鋼索加上膜布,能夠做成大跨度的巨型房頂。這種建筑,結(jié)構(gòu)簡略,施工方便,經(jīng)濟(jì)效益高,無需修理。但因需常年保持關(guān)閉,進(jìn)出較不便,現(xiàn)己不再新建,但仍不失為一種好的結(jié)構(gòu)方式。因?yàn)槟そY(jié)構(gòu)需求精確的規(guī)劃及取舍,以到達(dá)抱負(fù)的效果,大衛(wèi)、蓋格和哥倫比亞大學(xué)的同僚邁克、馬克麥克和約塞夫、賴特共同開發(fā)了非線性鋼索核算程式,為氣撐式大型膜房頂工程規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。自1973年至1978年,在世界各地一連建造了12座氣撐式膜結(jié)構(gòu)大型室內(nèi)體育館,與同時(shí)期落成的其他球場比較,這些膜結(jié)構(gòu)的體育館不但價(jià)格便宜,并且施工快。面積40000m2的銀頂球場的房頂只用了11.5個(gè)月即全部完結(jié)。為世界最大之室內(nèi)體育館。
7)鋼索穹頂
1980年左右,蓋格先生又創(chuàng)造了運(yùn)用永久性膜結(jié)構(gòu)
的新技術(shù),這種新技術(shù)是根據(jù)工程哲學(xué)家巴克明斯特.富勒的理論。富勒認(rèn)為現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)都是在對抗地心吸引力,不斷地爭奪壓力的接連性,但自然界并非如此。這是一項(xiàng)看似平平,實(shí)則十分智慧的道理,1983年他發(fā)表的文章中建議在結(jié)構(gòu)上逐漸削減壓力的影響,而增加張力的作用,富勒將他的新觀念命名為“張力式”,英語是張力(Tension)和完好(Integrity)二字的組成。在這種抱負(fù)的結(jié)構(gòu)中“壓力桿件是張力大海中的一個(gè)小島”。蓋格先生對富勒的道理,則有更進(jìn)一步的解釋,他認(rèn)為“空間的跨越是由接連的張力索和不接連的壓力桿”完結(jié)的。在這一理論基礎(chǔ)上,他提出鋼索穹項(xiàng)由以下桿件組成:中心張力環(huán)經(jīng)由數(shù)目為四的倍數(shù)的脊索、環(huán)索、中繼斜拉索、壓力桿和斜拉索而到達(dá)壓力環(huán)梁,構(gòu)成一個(gè)完好關(guān)閉的張力拱結(jié)構(gòu)體系。
這一發(fā)明取得了專利。因其不需空氣支撐,制造比較簡潔,故在大型場館的建設(shè)中,逐漸替代了氣撐式膜結(jié)構(gòu)。鋼索穹頂在結(jié)構(gòu)技術(shù)上,用預(yù)應(yīng)力的原理建立了一種完全打破傳統(tǒng)思維的新概念。
將鋼索結(jié)構(gòu)加上預(yù)應(yīng)力,使得原來應(yīng)是壓力的桿件亦成了張力件,并以鋼索替代,由此壓力桿件的數(shù)目削減,而構(gòu)成十分輕盈的穹頂結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的鋼架結(jié)構(gòu)本身分量隨跨度加大而急劇增加,但在鋼索穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系中,單位分量永遠(yuǎn)保持不變。這在結(jié)構(gòu)學(xué)的理論上,是一個(gè)打破。