福建ETFE膜结构景观棚工程
并且,也存在这么一种结构(被称为骨架膜结构):主要受力由钢结构等的骨架承担,膜仅作为骨架构件间张拉过渡的角。膜结构在国内的应用晚于国外近 50 年,但近十几年来,膜结构在国 内的应用发展速度高于世界地区。 目前,膜结构已广泛应用于大 型体育馆,展览中心,航空和铁路交通,文化娱乐等公共建筑中。膜结构是一种古老的结构型式,它具有轻盈,纤薄,柔软的质感,与传统的混凝土有明显的区别,常常能给人以耳目一新的艺术感受。 膜结构属于柔性材料,膜材本身的受弯刚度几乎为零,但通过不同的支撑体系可以使薄膜结构承受张力,从而形成具有一定刚度的稳定曲 面。膜结构能够从根本上克服传统结构在大跨度建筑上实现所遇到的 困难,可建造出巨大,明亮,无遮挡的可视大空间。膜结构突破了传 统的建筑结构形式,可形成各种自由空间曲面,不重复,多变化。这 也是薄膜结构更具有艺术性的一个原因。例如在上海世博会世博轴膜 屋面正是应用了这种特性,才建出了轻质大跨度的结构。除了这些在建筑结构上的特性,还有以下在物理与在实际生活上的特点。
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。
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)。
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。充气膜结构的结构分析包括 3 个阶段:忽略其自身微小的自重和自平衡预张力,不承受外部荷载的零态;在确定的边界条件及施加预应力的分布和大小后所形成的初始态;在外荷载、自重及考虑材料张力作用的工作态。它们之间的膜面主应力方向、预张力的大小变化、形态变形过程和趋势等是相互联系、相互制约的,从全过程、一体化的角度加以考虑。