北京反吊張拉膜遮陽棚

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-05-23

    經(jīng)過不斷調(diào)整預(yù)應(yīng)力,后就可得到理想的幾何外形和應(yīng)力分布狀態(tài)。懸索結(jié)構(gòu)中的索網(wǎng)與膜結(jié)構(gòu)一樣也有形狀確定問題,像1968年蒙特利爾博覽會(huì)的德國館和1972年慕尼黑奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)都有特殊的形狀需要確定,當(dāng)時(shí)只有借助于縮尺模型來解決。早期的膜結(jié)構(gòu)也往往采用這個(gè)方法,材料從簡單的肥皂膜,一直到織物或鋼絲。由于在小比例模型上測(cè)量的誤差尚不足以保證曲面幾何形的正確性,故對(duì)足尺的建筑外形只能起參考作用。但這還不失為一種有效的手段,能為設(shè)計(jì)者提供一個(gè)直觀的形象。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,膜結(jié)構(gòu)的形狀就更多地依靠計(jì)算機(jī)來確定。在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論中還出現(xiàn)了專門的研究課題--找形(formfinding)。為了尋求合理的幾何外形,這個(gè)過程通過計(jì)算機(jī)的幾次迭代,就可確定膜結(jié)構(gòu)的初始形狀。膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打破了傳統(tǒng)的先建筑、后結(jié)構(gòu)做法,要求建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊密結(jié)合。在設(shè)計(jì)過程中,建筑師和結(jié)構(gòu)工程師要坐在一起確定建筑物的形狀,并進(jìn)行必要的計(jì)算分析。這時(shí),所設(shè)計(jì)建筑物的平面形狀、立面要求、支點(diǎn)設(shè)置、材料類型和預(yù)應(yīng)力大小都將成為互相制約的因素,一個(gè)完美的設(shè)計(jì)也就是上述矛盾統(tǒng)一的結(jié)果。。由于膜材的光透性,白天陽光可以透過膜材形成慢射光,使室內(nèi)達(dá)到和室外幾乎一樣的自然效果。北京反吊張拉膜遮陽棚

    新一代的創(chuàng)新建筑也正在北京的土地上拔地而起。由于蒸蒸日上的經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)大支持,世界上大的航空港、有節(jié)能環(huán)保的建筑及世界上高的室外觀光臺(tái)等將很快一一落戶中國。文章列舉評(píng)選結(jié)果說,2008年以前完工的國家游泳中心(水立方)、國家體育場(chǎng)()、國家大劇院等中國公眾十分熟悉的場(chǎng)館更理所當(dāng)然地進(jìn)入了“”之列。從對(duì)它們的評(píng)價(jià)與介紹中可以看到評(píng)選者對(duì)追求環(huán)保、自然的推崇。比如被稱為“水立方”的國家游泳中心,是節(jié)能環(huán)保型的建筑。游泳池內(nèi)的水將由太陽能加熱,泳池的雙重過濾裝置可實(shí)現(xiàn)水的再利用,就連多余的雨水也將被收集和儲(chǔ)存在地下的水池中。復(fù)雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結(jié)構(gòu)使得外部結(jié)構(gòu)像一個(gè)泡沫,這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得“水立方”幾乎經(jīng)得起任何地震的襲擊。文章介紹“”時(shí)寫道,為讓北京奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)這個(gè)有著91000個(gè)座位的、可能是至今大的環(huán)保型體育場(chǎng)獲得自然通風(fēng),建筑師從自然中獲得了靈感,了一個(gè)未完全密封,但同樣能為觀眾和運(yùn)動(dòng)員遮風(fēng)擋雨的外殼。體育場(chǎng)的外觀猶如一個(gè)由枝條編織而成的;而其內(nèi)部,從休息室到飯店,每一個(gè)分開的空間都是一個(gè)的單元,從而使自然空氣的流通成為可能。文章指出,作為全國具流行色彩的城市。湖南結(jié)構(gòu)索張拉膜停車棚多少錢一平方膜結(jié)構(gòu)在中國也將會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。

    因?yàn)槟菢拥谋∧げ皇秋h動(dòng)的就是缺乏穩(wěn)定性的。張拉膜結(jié)構(gòu)的美就在于其“力”與“形”的完美結(jié)合。張拉膜結(jié)構(gòu)的基本組成單元通常有:膜材、索與支承結(jié)構(gòu)(桅桿、拱或其他剛性構(gòu)件)。膜材一種新興的建筑材料,已被公認(rèn)為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身受壓不大,抗彎也不是很好,所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就必須引入適當(dāng)?shù)念A(yù)張力。此外,要保證膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個(gè)重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了減小結(jié)構(gòu)的變形就必須增加結(jié)構(gòu)的抗力;而膜結(jié)構(gòu)是通過改變形狀來分散荷載,從而獲得小內(nèi)力增長的。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近出現(xiàn)變形時(shí),可產(chǎn)生兩種回復(fù)力:一個(gè)是由幾何變形引起的;另一個(gè)是由材料應(yīng)變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個(gè)膜片具有良好的剛度,就應(yīng)盡量形成負(fù)高斯曲面,即沿對(duì)角方向分別形成“高點(diǎn)”和“低點(diǎn)”?!案唿c(diǎn)”通常是由桅桿來提供的,也許是由于這個(gè)原因,有些文獻(xiàn)上也把張拉膜結(jié)構(gòu)叫做懸掛膜結(jié)構(gòu)(suspensionmembrane)。索作為膜材的彈性邊界,將膜材劃分為一系列膜片,從而減小了膜材的自由支承長度,使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻(xiàn)指出,膜材的自由支承長度不宜超過15米。

    規(guī)劃師提出的新要求建筑環(huán)境設(shè)計(jì)不為人類們提供了的活動(dòng)空間,同時(shí)創(chuàng)造了氣象萬千的自然與人文景觀,久居樊籬下,復(fù)得返自然。陽光、空氣、綠草、水溪,人造景觀把人們帶入五彩繽紛,千姿百態(tài)的世界。以人為本、天人合一已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學(xué)遵循的宗旨,是現(xiàn)代化城市建設(shè)必須遵守的原則。建筑環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展具有鮮明的時(shí)代特征?,F(xiàn)代化的城市是景觀環(huán)境的依托,而環(huán)境的主體和服務(wù)目標(biāo)則是現(xiàn)代人。建筑環(huán)境作為一種重要的社會(huì)文化,是人類的理想與意志的外在體現(xiàn),也是時(shí)代特征和地域文化的有機(jī)結(jié)合同時(shí),建筑環(huán)境也與社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及當(dāng)代科學(xué)技術(shù)水平密切相關(guān)。膜結(jié)構(gòu)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的全新建筑技術(shù)表現(xiàn)形式,是材料科學(xué)、建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)以及現(xiàn)代環(huán)境學(xué)高速發(fā)展的綜合產(chǎn)物。20世紀(jì)60年代隨著現(xiàn)代柔性建筑材料的發(fā)展,建筑師們從帳篷著一古老的簡單建筑結(jié)構(gòu)出發(fā),構(gòu)造出了魔幻般的形式--膜結(jié)構(gòu)。它可以構(gòu)成單曲面,多曲面等不同建筑結(jié)構(gòu)形式,滿足了建筑師們對(duì)建筑與美學(xué)高度統(tǒng)一的要求。柔性材料具有透光和防紫外線功能,在一些室外建筑和環(huán)境小品中得到的應(yīng)用。正是由于這一特征,夜間的燈光設(shè)計(jì)使膜結(jié)構(gòu)具有鮮明的環(huán)境標(biāo)志特征。優(yōu)美造型的膜材。建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點(diǎn)設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)件,將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機(jī)地統(tǒng)一起來。

    這是一個(gè)反復(fù)修正的過程。2,荷載態(tài)分析:張拉膜結(jié)構(gòu)自身重量很輕,為鋼結(jié)構(gòu)的1/5,混凝土結(jié)構(gòu)的1/40;因此膜結(jié)構(gòu)對(duì)地震力有良好的適應(yīng)性,而對(duì)風(fēng)的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測(cè)資料尚少,故對(duì)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常采用安全系數(shù)法。張拉膜3,主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的確定,及對(duì)支承結(jié)構(gòu)的有限元分析。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與膜結(jié)構(gòu)不同時(shí),應(yīng)注意不同設(shè)計(jì)方法間的系數(shù)轉(zhuǎn)換。4,連接設(shè)計(jì):包括螺栓、焊縫和次要構(gòu)件尺寸。5,剪裁設(shè)計(jì):這一過程應(yīng)具備必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補(bǔ)償值(應(yīng)通過雙軸拉伸試驗(yàn)確定)。膜結(jié)構(gòu)在方案階段需要考慮的問題有:1,預(yù)張力的大小及張拉方式;2,根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式;3,考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水(雪);4,關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì),以避免應(yīng)力集中;5,考慮膜材的運(yùn)輸和吊裝;6,耐久性與防火考慮。在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段所要考慮的要點(diǎn)有:1,保證膜面有足夠的曲率,以獲得較大的剛度和美學(xué)效果;2,細(xì)化支承結(jié)構(gòu),以充分表達(dá)透明的空間和輕巧的形狀;3,簡化膜與支承結(jié)構(gòu)間的連接節(jié)點(diǎn),降低現(xiàn)場(chǎng)施工量。膜結(jié)構(gòu)研究的主要問題有:1,找形。在這些建筑中,傳統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)與先進(jìn)的膜面形成了完美的結(jié)合。上海結(jié)構(gòu)索張拉膜車棚

現(xiàn)代化的城市是景觀環(huán)境的依托,而環(huán)境的主體和服務(wù)目標(biāo)則是現(xiàn)代人。北京反吊張拉膜遮陽棚

    而對(duì)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(huì)上。在這些博覽會(huì)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(dá)到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國際科學(xué)技術(shù)博覽會(huì),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(gè)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(duì)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(gè)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(shí)還有索)與預(yù)應(yīng)力作用下的平衡位置。在初步設(shè)計(jì)階段,先按建筑要求設(shè)定大致的幾何外形,然后對(duì)膜面施加預(yù)應(yīng)力使之承受張力,其形狀也相應(yīng)改變。北京反吊張拉膜遮陽棚