而對于以索或骨架支承的膜結(jié)構(gòu),其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。膜結(jié)構(gòu)形狀的千變?nèi)f化突出地表現(xiàn)在歷年各國舉行的博覽會上。在這些博覽會上,小小的展覽館,無不以新穎奇特的造型來吸引觀眾,而膜結(jié)構(gòu)就能用來達到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國際科學技術(shù)博覽會,入口就是以五顏六色的膜材構(gòu)成的拱形大門。在眾多的展覽館中膜結(jié)構(gòu)尤為奪目,像火鳥館以鋼梁與索組成的骨架支承扁平的凹凸屋面。美國館以高聳的桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以塔架懸吊25個尖頂帳篷,夜晚通過燈光的反射宛如燃燒的火焰。其他象在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現(xiàn)了用膜材構(gòu)成形式各異的建筑小品,蔚為大觀。就形狀而言,對建筑師說來是至關(guān)重要的。采用一般結(jié)構(gòu)的建筑物,其形狀往往是先由建筑師確定。膜結(jié)構(gòu)則不同,首先它的變形比一般結(jié)構(gòu)要大一些,其次它的形狀是在施工過程中逐步形成的,有一個形狀確定的問題,需要結(jié)構(gòu)工程師的參與。要確定在初始荷載下結(jié)構(gòu)的初始形狀,即結(jié)構(gòu)體系在膜自重(有時還有索)與預應力作用下的平衡位置。在初步設(shè)計階段,先按建筑要求設(shè)定大致的幾何外形,然后對膜面施加預應力使之承受張力,其形狀也相應改變??臻g結(jié)構(gòu)建筑的美感往往令人震撼,而這種震撼源于合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計! 直線是美的。許昌球館張拉膜棚
此外在保暖層下面還有一層很薄的蒸氣絕緣層,能起吸音作用。位于號稱日本雪國的秋田縣,深積雪可達150cm。1990年建造了天空穹頂體育館,其外形從球體截取,長邊為130m、短邊為100m。這座體育館的設(shè)計構(gòu)思來源于當?shù)氐难└G洞,但置身其中又有在戶外的感覺。屋蓋承重是正交的格構(gòu)式空間拱系,沿長方向采用空腹拱并設(shè)有鋼索,沿短方向采用鋼管拱。長向鋼索被用來對膜面施加張力,同時與骨架在屋面形成V形槽溝,以便于雪滑落。緊貼屋面的鋼管拱被用作輸送暖風的通道,既起到融雪的作用,也解決了膜面的結(jié)露問題。膜材為單層玻璃纖維織物,透光率可達10%,在場中仰望屋頂,給人以通透明亮的感覺。在寒冷地區(qū)建造大跨度膜結(jié)構(gòu),秋田天空穹頂是一個成功的范例。(四)、膜的交承--空氣、索或骨架膜材屋面以什么支承,始終是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計中有待于探索的問題。也許當初是從氣球或橡皮艇受到的啟發(fā),人們考慮以空氣為支承,就是向氣密性好的膜材所覆蓋的空間注入空氣,利用內(nèi)外空氣的壓力差使膜材受拉,結(jié)構(gòu)就具有一定的剛度來承重。早在第二次世界大戰(zhàn)后期,美國就曾用氣承式膜結(jié)構(gòu)建造了一些小直徑的雷達罩棚用于目的,而大阪博覽會的美國館則是大跨度氣承式膜結(jié)構(gòu)的里程碑。河南看臺張拉膜廠家建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點設(shè)計和組織結(jié)構(gòu)細部構(gòu)件,將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機地統(tǒng)一起來。
從膜結(jié)構(gòu)的跨度來看,近似橢圓形的美國館,兩個方向的跨度針別為 140m和 83.5m。以后東京后樂園的氣承式膜結(jié)構(gòu),比較大跨度達201m。而美國亞特蘭大的佐治亞穹頂,以橢圓形的屋頂覆蓋了 240mxl92m的索膜結(jié)構(gòu)。從當前的技術(shù)和材料條件看,完全有可能用膜結(jié)構(gòu)來修建 1000m的大跨度建筑。從所覆蓋的面積來看,1981年沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的傘形懸掛膜結(jié)構(gòu)的占地42萬m2,已令人嘆為觀止。而如今在沙特阿拉伯的米拿,為了庇護來往的朝圣者,正在分三期建設(shè)與吉大機場類似的膜結(jié)構(gòu),總面積在100萬m2以上,堪稱 帳篷之城。
在雪或風荷載作用下均能保持材料的力學形態(tài)穩(wěn)定不變。建成於1973年的美國加州LaVerne大學的學生活動中心是已有23年歷史的張拉膜結(jié)構(gòu)建筑.測試與材料的加載與加速氣候變化的試驗,證明它的膜材料的力學性能與化學穩(wěn)定性指標下降了20%至30%,但仍可正常使用。膜的表層光滑,具有彈性,大氣中的灰塵、化學物質(zhì)的微粒極難附著與滲透,經(jīng)雨水的沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性。張拉整體結(jié)構(gòu)(Tensegrity)是由一組連續(xù)的拉桿和連續(xù)的或不連續(xù)的壓桿組合而成的自應力、自支撐的網(wǎng)狀桿系結(jié)構(gòu),其中「不連續(xù)的壓桿」的含義是壓桿的端部互不接觸,即一個節(jié)點上只連接一個壓桿。Tensegrity是美國建筑師,他認為宇宙的運行就是按照張拉整體的原理進行的,即萬有引力是一個平衡的張力網(wǎng),各個星球是這個網(wǎng)中的一個個的孤立點。這種結(jié)構(gòu)體系中的索網(wǎng)就相當於宇宙中的萬有引力,的受壓桿件相當於宇宙中的星球。張拉膜結(jié)構(gòu)概念設(shè)計編輯簡述只有正確表達結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才有強大的說服力與表現(xiàn)力”這句話揭示了張拉膜結(jié)構(gòu)的精髓。對于張拉膜結(jié)構(gòu),任何附加的支撐和修飾都是多余的,其結(jié)構(gòu)本身就是造型;換句話說,不符合結(jié)構(gòu)的造型是不可能的。通過膜材和透光保溫材料的適當組合,可以使含保溫層的多層膜具有透光性。
由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性,而且機械強度高,加工性能好。近年來,ETFE膜材的應用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢和市場前景。這種膜材透光性特別好,號稱“軟玻璃”,質(zhì)量輕,只有同等大小玻璃的1%;韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化學腐蝕性強,熔融溫度高達200℃;可有效的利用自然光,節(jié)約能源;良好的聲學性能。自清潔功能使表面不易沾污,且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物,清潔周期大約為5年。另外,ETFE膜可在現(xiàn)成預制成薄膜氣泡,方便施工和維修。ETFE也有不足,如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣,維護費用高等,但是隨著大型體育館、游客場所、候機大廳等的建設(shè),ETFE更突顯自己的優(yōu)勢。目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少,只有少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材,這種膜材的研發(fā)和應用在國外發(fā)達國家也不過十幾年的歷史。膜結(jié)構(gòu)停車棚的幾何尺寸檢查必須在拼接廠完成。平頂山廣場張拉膜工程
由于張拉膜結(jié)構(gòu)的自身特性,其可以滿足從簡單遮陽結(jié)構(gòu)到功能復雜的大型建筑等許多不同的建筑功能要求。許昌球館張拉膜棚
甚至以枝條和獸皮搭成的帳篷都納入膜結(jié)構(gòu)的范圍,但從嚴格的結(jié)構(gòu)受力的定義來說,膜結(jié)構(gòu)始于1970年日本大阪博覽會上一座氣承式膜結(jié)構(gòu)的美國館。當初這不過是臨時性的展覽建筑,但30年來膜結(jié)構(gòu)卻經(jīng)歷了巨大的變化。從膜結(jié)構(gòu)的跨度來看,近似橢圓形的美國館,兩個方向的跨度針別為140m和。以后東京后樂園的氣承式膜結(jié)構(gòu),大跨度達201m。而美國亞特蘭大的佐治亞穹頂,以橢圓形的屋頂覆蓋了240mxl92m的索膜結(jié)構(gòu)。從當前的技術(shù)和材料條件看,完全有可能用膜結(jié)構(gòu)來修建1000m的大跨度建筑。從所覆蓋的面積來看,1981年沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的傘形懸掛膜結(jié)構(gòu)的占地42萬m2,已令人嘆為觀止。而如今在沙特阿拉伯的米拿,為了庇護來往的朝圣者,正在分三期建設(shè)與吉大機場類似的膜結(jié)構(gòu),總面積在100萬m2以上,堪稱帳篷之城。膜結(jié)構(gòu)作為一種現(xiàn)代化的工程結(jié)構(gòu),顯示了當今建筑技術(shù)與科學的發(fā)展水平,也具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,在新的世紀中,膜結(jié)構(gòu)必將在建筑結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。(二)、不定的形狀與形狀的確定膜結(jié)構(gòu)的突出特點之一就是它形狀的多樣性,曲面存在著無限的可能性。對于氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)來說,充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面,可能沒有太多的選擇余地。許昌球館張拉膜棚