修建结构丨一文读懂中国膜结构的生长史 值得收藏!

时间:2021-10-15 00:09 作者:正规买球app排行
本文摘要:本文概览已往20年来膜结构在我国的生长历史膜结构在差别种别修建物中的工程应用(商业和办公修建、文化和展览修建、机场和车站修建、体育场馆等)各种修建中的典型膜结构工程实例膜结构在我国的生长前景你相识膜结构吗?膜结构在外洋的最早设想和专利是1917年英国Willian Lanchester应用于野战医院的充气帐篷,但直到1946年美国Walter Bird才首次制作了直径15m的充气穹顶。

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本文概览已往20年来膜结构在我国的生长历史膜结构在差别种别修建物中的工程应用(商业和办公修建、文化和展览修建、机场和车站修建、体育场馆等)各种修建中的典型膜结构工程实例膜结构在我国的生长前景你相识膜结构吗?膜结构在外洋的最早设想和专利是1917年英国Willian Lanchester应用于野战医院的充气帐篷,但直到1946年美国Walter Bird才首次制作了直径15m的充气穹顶。1967年德国F.Otto设计的蒙特利尔展览会西德馆索膜支承膜片结构开启了现代膜结构技术的应用和生长,在此之后,膜结构开始在西方蓬勃国家开始获得较为广泛的应用。膜结构在我国的应用始于1996年前后。在此之前,只有少少量接纳织物质料的由熟练工人或裁剪师傅制作和安装的小品膜结构修建。

1996年,上海陆家嘴中央绿地公园建成了一个膜结构小品(图1,图名括号中为制作时间),这一小品泛起在许多宣传浦东开放的印刷宣传品上,自此膜结构这一接纳特殊织物质料的修建类型才引起民众和修建结构专业人士的关注。图1 上海陆家嘴中央绿地公园膜结构小品 (1996年)1996年起,膜结构在我国逐渐开始应用于大型体育场馆修建,1996~1999年间建成的较有影响的大型膜结构修建有上海八万人体育场(图2)、青岛颐中体育场(图3)、杭州游泳馆(图4)等。

图2 上海八万人体育场 (1996年)图3 青岛颐中体育场 (1998年)图4 杭州游泳馆 (1999年)2000年后,膜结构在我国各种体育、展览、文化等修建中开始获得很是迅速的生长和应用,这一生长势头一直连续至今。现在,险些所有的修建师和工程师对膜质料的类型、性能和膜结构的特点都有了较深入的相识。已往二十年中,生长出了数百家膜结构专业制作和安装企业;近十年来,膜结构质料生产企业也异军突起、发展迅速;地方和团体膜结构技术尺度也已陆续颁布实施;海内自主研发的膜结构设计专业软件也日渐成熟,获得了广泛应用。

膜结构修建在我国的工程应用小品和功效性膜结构修建小品膜结构和功效性膜结构修建险些遍布大江南北,陌头或公园雕塑、遮雨棚、露天车库棚、门廊、收费站、加油站等膜结构随处可见,图5为一些这类修建的图片。图5 小品和功效性膜结构修建北京首都国际机场T3航站楼收费站的膜结构修建(图6)建于2007~2008年,修建面积3500m2,接纳ETFE和PTFE膜材交织部署,展开面积3385m2。支承结构体系类似于悬索桥,两头由两个梭形桅杆作为桥塔,跨度166m。

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前后为边环索,每根桅杆顶部交织下拉7根吊索与前后边索相连,膜顶中间设置谷索,谷索与边环索之间由联系索联络,每根桅杆顶部有两根下拉索与外侧的锚座节点相连保持平衡。图6 北京首都国际机场T3航站楼收费站的膜结构商业和办公用膜结构修建膜质料在我国商业和办公修建中的应用始于1999年。表1列出了展开面积凌驾1000m2的若干典型商业和办公用膜结构。

若干典型商业和办公用膜结构修建 表1注:表中T为张拉结构;F为刚性支承结构;H为混淆结构。图7为2012年建成的天津金地紫乐商业广场屋盖。

膜结构支承结构为单层网壳体结构,网壳纵横向均由工字形钢焊接而成,网壳平面呈不规则多边长方形,长向约110m,短向约60m,整个网壳由5根Y形支撑钢柱与7根钢柱支撑于二层或三层屋面上。网壳上面沿短向用φ60钢管或12mm厚钢板焊成支撑膜或毗连膜用的二次钢结构,膜面直接笼罩在二次钢结构杆件上,以网壳结构体作为膜结构支承体系,膜通过二次钢结构毗连于主体钢结构上,为典型网架骨架式索膜结构体系。

整个膜面有7个结构单元,各个单元单独受力、自成体系。图7 天津金地紫乐商业广场屋盖膜结构文化展览用膜结构修建文化和展览修建是膜结构的一个重要应用领域。表2列出了若干较大面积的这类膜结构应用实例。

若干较大面积的文化展览用膜结构修建 表2图8为2001~2002年建设完成的位于郑州市中心城区的郑州杂技馆,是海内第一个膜结构修建形式的杂技馆。其主体修建面积3525m2,膜体投影面积3125m2,主体用钢量120t。

平面呈近似圆形,圆半径为33m,在膜顶90m2规模内,造型出五峰突兀。膜结构为全笼罩全关闭形式,设有组织排水、隐蔽排水结构。

膜体支承体系为全格构式相贯线焊接柱、梁组成,共有11根柱,11根纵向梁,在11根纵向梁上部增设膜脊梁顶升结构(当膜体后期松弛时,可满足二次张拉),由2圈环梁、1个顶部平台、膜体张拉系统组成,同时设置相应的事情通道、吊挂系统。工程接纳PVC膜材,膜屋面展开面积3660m2,全部在工厂加工成一个整膜体,到现场整体吊装。图8 郑州杂技馆膜结构图9为2001~2003年建设完成的南宁国际集会会展中心,修建面积11万m2。膜结构支承体系为净高48m的钢结构穹顶,上部外径约为21m,内径约为13m;下部外径约为72m,内径约为54m。

接纳PTFE膜材,外膜展开面积约9650m2,内膜展开面积约3900m2。该项目是中国自行制作的第一个PTFE膜项目。图9 南宁国际集会会展中心膜结构机场和车站膜结构修建机场和车站中也有一些膜结构修建的应用。表3列出了大部门这类膜结构工程实例。

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部门机场和车站膜结构修建应用实例 表3注:A为充气结构。图10所示为北京西二旗城铁站膜结构工程。膜结构制作起止时间为2010~2012年,修建面积22000m2,PTFE膜材展开面积为15043 m2。

主体膜结构部门南北长约120m,划分为36个脊谷式膜结构单元;工具偏向宽约5。


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