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张拉膜结构发展及设计研究要点

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张拉膜结构发展及设计研究要点

发布日期:2014-11-09 00:00 来源:http://www.iiiys.tw 点击:

张拉膜结构是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。是建筑结构中最新发展起来的一?#20013;?#24335;,自从1970年代以来, 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。
建筑膜材?#31995;?#20351;用寿命为25年以上。在使用期间,在雪或风荷载作用下均能保?#26893;牧系?#21147;学形态稳定不变。膜材本身受?#20849;?#22823;,抗弯也不是很好,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外,要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载,从而获得最小内力增长的。

发展方向
自从1970年代以来, 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。近年来在中国建筑 结构中也有长足的进展。 大阪万国博览会中的美国馆采用了气承式空气 膜结构。
近几年,国外媒体表现出了对中国建筑设计前所未有的关注。中国正逐步成为当今最具有创意性建筑和工程设计的舞台。”中国建筑事业的发展,正在为今日最顶尖建筑及工艺技术创造一个舞台。

在膜结构设计阶段所要考虑的要点有:
1,保证膜面有足够的曲率,以获得较大的刚度和美学效果;张拉膜结构
2,结构在风荷载作用下的动力稳定性;
3,简化膜与支承结构间的连接节点,降低现场施工量。

膜结构研究的主要问题有:

1,找形(Form-finding)或更进一步?#23567;?#24418;态理论?#20445;?/span>
2,考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应;
3,细化支承结构,以充分表达透明的空间和轻巧的形状;
4,裁剪优化;
5,膜与索及支承结构间?#21335;?#20114;作用

膜结构设计事项:
1、膜结构采用以概率理论为材破坏时,支承结构仍应保基础的极限状态设计方法计表达式进行计算。
2、膜结构应根据建筑状设计、荷载分析、裁剪设计,物的性质和等级、使用、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。
3、膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进?#23567;?/span>
4、膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。
5、对膜结构的形应在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。
6、膜材只能承受拉力,不能承受用分项系数的设压力和弯矩。
7、膜面的最大主应力应小于膜材的强度设计值,在荷载长期作用下,最小主应力应大于等于维持其初?#35745;?#34913;形状的应力值。
8、膜结构一体化设计时,年限、使用功能、结构跨度、防火要求应考虑膜材的松弛、徐变、老化。
9、膜结构设计时,应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
10、膜结构设计应考虑膜持自身的强度、刚度及稳定性。

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