在雪或風(fēng)荷載作用下均能保持材料的力學(xué)形態(tài)穩(wěn)定不變。建成於1973年的美國加州LaVerne大學(xué)的學(xué)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(xué)性能與化學(xué)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(xué)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(fù)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(yīng)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。綠色漫步道近年來,在人口密集的大城市,在居住區(qū)周邊配置綠色空間并有人行步道。鶴壁張拉膜建筑
這是一個反復(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)對地震力有良好的適應(yīng)性,而對風(fēng)的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測資料尚少,故對膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計通常采用安全系數(shù)法。張拉膜3,主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的確定,及對支承結(jié)構(gòu)的有限元分析。當支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法與膜結(jié)構(gòu)不同時,應(yīng)注意不同設(shè)計方法間的系數(shù)轉(zhuǎn)換。4,連接設(shè)計:包括螺栓、焊縫和次要構(gòu)件尺寸。5,剪裁設(shè)計:這一過程應(yīng)具備必要的試驗數(shù)據(jù),包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值(應(yīng)通過雙軸拉伸試驗確定)。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)點的設(shè)計,以避免應(yīng)力集中;5,考慮膜材的運輸和吊裝;6,耐久性與防火考慮。在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計階段所要考慮的要點有: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,細化支承結(jié)構(gòu),以充分表達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,降低現(xiàn)場施工量。膜結(jié)構(gòu)研究的主要問題有:1,找形。漯河廣場張拉膜棚現(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)目標則是現(xiàn)代人。
因為那樣的薄膜不是飄動的就是缺乏穩(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?shù)念A(yù)張力。此外,要保證膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個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。當膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近出現(xiàn)變形時,可產(chǎn)生兩種回復(fù)力:一個是由幾何變形引起的;另一個是由材料應(yīng)變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個膜片具有良好的剛度,就應(yīng)盡量形成負高斯曲面,即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”?!案唿c”通常是由桅桿來提供的,也許是由于這個原因,有些文獻上也把張拉膜結(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。有文獻指出,膜材的自由支承長度不宜超過15米。
膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中新發(fā)展起來的一種形式,它以性能優(yōu)良的織物為材料,或是向膜內(nèi)充氣,由空氣壓力支撐膜面,或是利用柔性鋼索或剛性支撐結(jié)構(gòu)將面繃緊,從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。自從1970年代以來, 膜結(jié)構(gòu)在國外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中。 膜結(jié)構(gòu)已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。近年來在中國建筑 結(jié)構(gòu)中也有長足的進展。 大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣 膜結(jié)構(gòu)。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上一個大跨度的 膜結(jié)構(gòu),而且是起初采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。張力結(jié)構(gòu)自重小的原因在于它依靠預(yù)應(yīng)力形態(tài)而非材料來保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
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(xué)腐蝕性,而且機械強度高,加工性能好。近年來,ETFE膜材的應(yīng)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(xué)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(xué)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(yù)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(yīng)用在國外發(fā)達國家也不過十幾年的歷史。室內(nèi)外的視線越來越模糊,出現(xiàn)了許多亦內(nèi)亦外、相互滲透的不定空間。河南廣場張拉膜廠家
由于結(jié)構(gòu)性能的高效性,膜結(jié)構(gòu)可以通過膜面形狀的大變形來重新分布局部集中荷載。鶴壁張拉膜建筑
一般的建筑考慮到成本和性能兩方面,很少選用這種膜材,目前國外的生產(chǎn)廠家也不多。ETFE建筑膜材由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。ETFE不具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性,而且機械強度高,加工性能好。近年來,ETFE膜材的應(yīng)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(xué)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(xué)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(yù)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(yīng)用在國外發(fā)達國家也不過十幾年的歷史。張拉膜結(jié)構(gòu)包括內(nèi)容1,初始態(tài)分析:確保生成形狀穩(wěn)定、應(yīng)力分布均勻的三維平衡曲面,并能夠抵抗各種可能的荷載工況。鶴壁張拉膜建筑