ZhangLaMo.com 张拉膜(结构)

作者:新珀域名网 来源:xinpo.com 日期:2012/8/22 19:03:56 人气: 标签:
导读:张拉膜结构(TesionedMembraneStructure),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。在阳光的照射下,由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反…
 张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure) ,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。在阳光的照射下,由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反差的着光面与阴影的区分,室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚,建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空,建筑物的体型显现出梦幻般的效果。张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶,如体育与娱乐性场馆,需有广告效应的商场、餐厅等。城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑,使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。因而近来年,这类建筑越来越多采用膜结构。建筑膜材料的使用寿命为 25 年以上。在使用期间,在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。建成于 1973 年的美国加
  张拉膜 索膜结构

张拉膜 索膜结构

州 La Verne 大学的学生活动中心是已有 23 年历史的张拉膜结构建筑.跟踪测试与材料的加载与加速气候变化的试验,证明它的膜材料的力学性能与化学稳定性指标下降了 20 %至 30 %,但仍可正常使用。膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质的微粒极难附着与渗透,经雨水的冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性。
张拉整体结构(Tensegrity)是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构,其中「不连续的压杆」的含义是压杆的端部互不接触,即一个节点上只连接一个压杆。Tensegrity是美国建筑师 R.B.Fuller首先提出的一种结构思想,他认为宇宙的运行就是按照张拉整体的原理进行的,即万有引力是一个平衡的张力网,各个星球是这个网中的一个个 孤立点。这种结构体系中的索网就相当於宇宙中的万有引力,独立的受压杆件相当於宇宙中的星球。

索膜结构的分类

  索膜结构建筑按结构分类为
  

  

膜结构建筑形式的分类:
  从结构上分可分为:骨架式膜结构,张拉式膜结构,充气式膜结构3种形式
  1.骨架式膜结构(Frame Supported Structure)
  以钢构或是集成材构成的屋顶骨架,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
  

  2.张拉式膜结构(Tension Suspension Structure)
  以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结 构精神的构造形式. 近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高,结构性能强,且具丰 富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
  

  3.充气式膜结构(Pneumatic Structure)
  充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支 撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
  现今,城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中,在我们的城市中充当着不可或缺的角色:
  

概念设计

  张拉膜结构的概念设计
  只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉膜结构,任何附加的支撑和修饰都是多余的,其结构本身就是造型;换句话说,不符合结构的造型是不可能的,因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的完美结合。 张拉膜结构的基本组成单元通常有:膜材、索与支承结构(桅杆、拱或其他刚性构件)。
  膜材一种新兴的建筑材料,已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯,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。当膜结构在平衡位置附近出现变形时,可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多,所以要使每一个膜片具有良好的刚度,就应尽量形成负高斯曲面,即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来提供的,也许是由于这个原因,有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构(suspension membrane)。 索作为膜材的弹性边界,将膜材划分为一系列膜片,从而减小了膜材的自由支承长度,使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出,膜材的自由支承长度不宜超过15米,且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外,索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑,从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。