浙江ETFE充气膜结构设计施工一体化
拉伸膜结构建筑:它是通过电缆将结构上的膜材料张紧而形成的结构形式。膜的表面通过自身曲率的变化实现内力和外力的平衡。膜结构建筑的优点除了满足传统的一般功能要求之外,膜结构建筑还具有以下重要优势:经济。膜结构建筑的成本仅为传统建筑成本的1/3至1/2。抗张结构的成本因跨度和设计方案的不同而有很大差异,但与传统的建筑方法相比,其价格效益比明显。同时,由于薄膜材料具有一定的透光率,因此可以降低白天的照明强度和时间,节省能源,夜间通过彩光的透射所形成的绚丽风景也使膜结构建筑可以实现良好的观看效果。
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。
空气支承膜结构,即充气膜结构是利用膜内外空气的压力差为膜材施加预应力,使膜面能覆盖所形成的空间。有气承式和气囊式两种。张拉膜结构通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度并承担外荷载。整体张拉式膜结构,通过膜面内力直接将荷载传递给边缘构件,应用在跨度较小的膜结构当中。钢索和膜结合形成张拉索-膜结构可应用于较大跨度的膜结构。以上两种形式中钢索的作用不尽相同,在充气膜中,钢索主要起加劲作用;在张拉膜结构中,钢索与膜材都是主要受力构件。
充气膜结构的力学原理在膜结构中,利用气压使膜产生张力,以此来抵抗外力的结构,称为充气膜结构。根据充气膜结构力学性质的不同进行分类,可分为气承式充气膜结构和气胀式管状充气膜结构(图1、2)。气承式充气膜结构是把大面积的膜材周边固定,利用膜内外两侧的气压差使膜产生张力而形成的结构。典型的结构是将空气充入裁剪成穹顶形状的膜面内部,使膜面鼓起形成穹顶结构这种穹顶被称为充气穹顶图1(a)。将空气充入周边牢固固定的2片膜之间,2片膜各自的力学性质与充气穹顶基本相同。这类结构,统称为气承式。充气膜结构(air: supported structure)。