影響呼和浩特張拉膜的設(shè)計對策


影響呼和浩特張拉膜的設(shè)計對策大跨建筑的興建使得呼和浩特張拉膜的應(yīng)用越來越廣泛,造型日益輕盈飄逸。總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗,結(jié)合惡劣天氣條件,從體型選擇對呼和浩特張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計對策進(jìn)行闡述


1.體型選擇“自然物的形態(tài)是由內(nèi)在力決定的”,即自然本身處在力的平衡狀態(tài)中,膜結(jié)構(gòu)建筑的形態(tài)也應(yīng)該符合這一自然事物的規(guī)律。從結(jié)構(gòu)的角度,大型膜結(jié)構(gòu)所具有的跨度大、結(jié)構(gòu)柔、材料輕等特點,致使其被歸屬于典型的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)之中。尤其當(dāng)建筑建造在強風(fēng)地區(qū)時,屋面所承受的風(fēng)荷載增大,風(fēng)振效應(yīng)也隨之呈現(xiàn)出復(fù)雜性。為了避免強風(fēng)荷載對于結(jié)構(gòu)承載力的威脅,可通過合理的體型選擇,來減少結(jié)構(gòu)的安全隱患。即在對膜結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計中,尋求一個應(yīng)力平衡的曲面。而我們需要解決的關(guān)鍵問題就是:符合自然事物形態(tài)構(gòu)成中的力的規(guī)律。具體總結(jié)看來,應(yīng)注意以下幾點。


影響呼和浩特張拉膜的設(shè)計對策


(1) 提高膜張力和內(nèi)應(yīng)力膜結(jié)構(gòu)是以曲面變形來抵抗外力的一種柔性體系。過于平坦的造型會降低結(jié)構(gòu)的剛度,增加結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的位移,并易積水發(fā)生塑性變形以至破壞。研究表明,在其他條件不變的情況下,提高膜張力可以顯著地提高結(jié)構(gòu)剛度。在相同的風(fēng)荷載作用下,結(jié)構(gòu)的位移隨著初始膜張力的增加而減小。因此,建筑選型時要增加膜曲面的曲率,盡量選取較大負(fù)高斯曲率的曲面或其組合形式。

另外,膜內(nèi)應(yīng)力也不能過大。否則會造成膜片邊緣的內(nèi)力增大。不僅增加了材料費用,還會因應(yīng)力集中而增加邊緣撕裂的可能性。


(2) 不同地域氣候,應(yīng)選擇不同的膜結(jié)構(gòu)建筑形式南方多風(fēng)多雨地區(qū),隨著緯度的降低,氣候越來越溫暖,張拉結(jié)構(gòu)的布置越來越錄活,界面的圍合方式趨于開放。隨著構(gòu)造體系趨于開放,形體亦趨于舒展

北部寒冷多雪地區(qū)應(yīng)選擇造型曲率較大,坡度較大的大矢高體型,以利于積雪的自然滑落。此外,應(yīng)考慮雙層膜保溫,建筑空間以封閉為主


(3)對不同形狀的膜結(jié)構(gòu),應(yīng)做風(fēng)洞實驗獲取風(fēng)荷載系數(shù)為了滿足建筑功能和造型的需要,膜面的體型要符合建筑師的構(gòu)思,形式要力求豐富多樣。由此,導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的風(fēng)振特性和動力特性過于復(fù)雜,結(jié)構(gòu)計算方面也變得尤為繁瑣。目前,國內(nèi)沒有系統(tǒng)的規(guī)范和研究成果,以供抗風(fēng)設(shè)計參考。但是在我國建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范中,提及了坡屋面的體型系數(shù)。鑒于其可適用范圍受到多種限制,因此不能較好地應(yīng)用于體型復(fù)雜的索膜張拉結(jié)構(gòu)設(shè)計中。故針對不同形狀的膜結(jié)構(gòu),尤其是大型柔性屋蓋,應(yīng)當(dāng)做風(fēng)洞實驗以獲取風(fēng)荷載系數(shù),力求在設(shè)計中就降低因強風(fēng)破壞的可能性。