江西ETFE拉膜蓬建筑
首先它具有艺术性,以造型学、彩学为基础,结合自然条件及民族风情,能根据建筑师的创意设计出传统建筑实现的曲线及造型,这种曲面外形使其具有强烈的雕塑感。其次,在成本方面,对于大跨度空间结构来说,采用膜结构的成本只相当于传统建筑的一半或更少,是建造工期较短的大跨度建筑时就更为经济,而且膜结构能够拆卸搬迁。膜结构所用的膜材本身具有良好的透光率,建筑空间白天可得到自然的漫射光,能节约大量照明能源。
充气膜结构它是以柔性结构体系来承受风荷载和雪荷载等各种外荷载的作用,由于膜结构的特点以及膜材的特殊性,充气膜结构的设计分析过程也不同于以往的钢筋混凝土和钢结构。充气膜结构的结构计算包括初始形态分析、受荷分析及模态分析等内容。
如上所述,充气膜结构需要在膜的内部和外部气体之间产生气压差,此时所需的气压差值,在气承式充气膜结构和气胀式管状充气膜结构中有很大不同。通常,在气承式充气膜结构中,采用0.002-0.010kg/cm2、(水柱20~100mm)的气压差,此气压差值不需要根据建筑物规模的大小而改变。与此相对,气胀式管状充气膜结构中,所需的气压差为01~1kg/cm2(水柱1000~10000mm),在同样形状的梁(或者拱)中, 随着建筑物规模的增大,所需要的气压差也随之增大。也就是说,气胀式管状充气膜结构与气承式充气膜结构相比力学效率较低。为了弄清楚效率较低的原因,对气压差产生张力的平面膜与空气梁上施加相同荷载作用下的状况进行研究(图3)。拿出荷载作用下产生变形的膜的一部分进行研究(图4),膜的张力由于膜的变形会产生向上的力,膜有回到原先状态的趋势。相同条件下对充气梁的一部分进行研究(图5),充气梁的膜外皮,会产生与平面膜相同的向上的力,但是梁内压缩空气的压力反而产生方向向下的力,使得充气梁的膜回到原先形态的趋势被抵消。这就是气胀式充气膜结构与气承式充气膜结构相比效率较低的原因。将平面膜与充气梁弯曲,即做成充气穹顶和充气拱,这种关系一点也没改变,也就是说,与充气穹顶相比,充气拱说是效率较低的结构。尽管这样,使用充气拱结构,是因为这种结构具有特定的优点。充气穹顶经常保持穹顶内部与外部空气的气压差,出人穹顶时,一定要通过空气密闭出入口(旋转门与前室等),会感觉不方便。与此相对,充气拱结构的室内气压与室外气压相同,出入口自由地开放。并且,以前述富士群馆为例可以看出,气胀式充气拱结构可以形成与气承式充气穹顶结构不同的建筑造型。由于以上这些理由,预计气承式充气膜结构与气胀式充气膜结构今后将共同发展。
膜面本身不形成封闭曲面,其周边固定于刚性边界或基础,密闭空间由膜面、四周封闭边界与室内地面形成。气承式膜结构通过建筑内部气压支撑膜面,形成建筑物主体,室内无需框架和梁柱支撑,但保持密闭性以维持室内气压。气承式膜结构常用的外形有球面和柱面。膜面本身形成封闭曲面及密闭空间,外形通常为管状,加压气体作用于膜面且可形成自平衡体系。气肋式膜结构的室内空间无需密闭,人员进出比较自由。一般指由多个气枕单元集合而成的结构体系。每个气枕单元的膜面形成封闭曲面及密闭空间,其周边固定于刚性骨架上。