國(guó)外四大膜結(jié)構(gòu)實(shí)例百科

2020-07-05 22:07:18 MAIbo150601

簡(jiǎn)介：本文為國(guó)外膜結(jié)構(gòu)實(shí)例匯總。全文包括了迪拜酒店，美國(guó)丹佛機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳----膜結(jié)構(gòu)里程碑，千年穹頂，德國(guó)漢堡網(wǎng)球場(chǎng)等4個(gè)實(shí)例。

關(guān)鍵字：國(guó)外，膜結(jié)構(gòu)，實(shí)例，結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

１、迪拜酒店-經(jīng)典　　

坐落在海邊的迪拜酒店宛如一葉帆船飄揚(yáng)在大海上，320米高的迪拜酒店采用雙層PTFE膜，并成為在世界上最高的膜結(jié)構(gòu)建筑。建造商在建筑美學(xué)、建筑功能、工程安裝上的詳細(xì)設(shè)計(jì)決定了此標(biāo)志性索膜工程成功。　

２、美國(guó)丹佛機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳-膜結(jié)構(gòu)里程碑　　
　　　　　　
　　美國(guó)科羅拉多州的丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)打破了傳統(tǒng)模式，在候機(jī)大廳上采用了膜結(jié)構(gòu)，這座矗立在洛山磯旁的帳篷形建筑，為在大跨度公共建筑上應(yīng)用張拉結(jié)構(gòu)樹立了典范。由于結(jié)構(gòu)工程師與建筑師的共同策劃，丹佛機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳屋蓋在縮短施工工期、節(jié)約能源與降低造價(jià)上充分顯示了膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，滿足了業(yè)主的要求。按照施工計(jì)劃，要求東西停車一庫(kù)與候機(jī)大廳同時(shí)進(jìn)行，這使進(jìn)入場(chǎng)地受到限制，對(duì)安裝十分不利，而輕質(zhì)的膜結(jié)構(gòu)就可以很好地解決這一問(wèn)題而縮短工期，使機(jī)場(chǎng)在1993年底揭幕成為可能。

　透明的膜材屋蓋加上周圍的玻璃墻使整個(gè)大廳光線充足。屋蓋由兩層上下相距60cm的織物組成，其內(nèi)層作為隔熱與吸音用。雙層屋蓋的透明度約為7％，此外玻璃墻也透光，從而在白天大部分情況下不需人工照明。其結(jié)果是大大降低了能量消耗與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。

　　整個(gè)大廳長(zhǎng)274m，寬67m，由17個(gè)帳篷形單元組成。單元間距18.3m，由兩排相距45.7m的立柱支承，桅桿式的立柱自大廳地面拔地而起，高31.7m，支撐著膜材屋頂。這種結(jié)構(gòu)造型表現(xiàn)為山峰起伏，與遠(yuǎn)處洛磯山互相輝映，同時(shí)也為候機(jī)大廳提供了較大的內(nèi)部空間。

　　張拉結(jié)構(gòu)主要由只能受拉力的桿件組成。這些桿件所特有的方向性指明特定的桿件以其適合的外形來(lái)承受特定的荷載。在丹佛機(jī)場(chǎng)的屋蓋結(jié)構(gòu)中設(shè)有脊索與谷索。脊索承受向下的荷載，如結(jié)構(gòu)自重與雪荷載，而谷索則抵抗主要是向上或向外吸力的風(fēng)荷載，膜材就在這些脊索、谷索以及周圍的懸鏈狀邊索間張緊成雙曲面，膜面在預(yù)先確定的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下保持平衡。在膜材內(nèi)面還設(shè)有一組次索，一部分與脊索及谷索正交相連，一部分斜向連接立柱頂部與下部拉結(jié)處。這些索所處的位置與形狀能在某種臨界工況下避免膜材出現(xiàn)過(guò)大應(yīng)力。此外，當(dāng)鄰近膜材一旦撕裂或需要更換時(shí)，這些索可以承受膜材中的力而成為結(jié)構(gòu)的贅余桿件。整個(gè)膜材屋面面積有35000平方米而不需設(shè)置伸縮縫，這是由于織物體系的柔性能輕易地吸收溫度變形而不影響膜的應(yīng)力水平。

　　由于結(jié)構(gòu)體系的重量輕并具有很大的柔性，因此對(duì)風(fēng)雪之類外荷載的大小、分布情況及其對(duì)結(jié)構(gòu)的效應(yīng)都要慎重對(duì)待。結(jié)構(gòu)的自重小于0.1kN／平方米，而雪荷載可能是靜載的20倍。風(fēng)雪荷載的影響采用以下方法綜合進(jìn)行研究：長(zhǎng)期氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)評(píng)定、模型試驗(yàn)與計(jì)算機(jī)分析。風(fēng)荷載分布是在邊界層風(fēng)洞中采用剛性模型確定，考慮了一些有代表性的工況，包括陣風(fēng)效應(yīng)。屋頂雪荷載是根據(jù)25年氣象記錄采用計(jì)算機(jī)模擬求得。屋面幾何形狀對(duì)雪漂移的影響則以模型試驗(yàn)進(jìn)行研究。屋蓋結(jié)構(gòu)分析所依據(jù)的臨界雪載分布圖形取自上述研究。

　　丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)屋蓋在設(shè)計(jì)中采用了最新的技術(shù)，建造時(shí)采用了先進(jìn)的材料，使這個(gè) 建筑成為一個(gè)重要的里程碑?！　?

３、世界著名工程—千年穹頂（Millennium　Dome）　　　　

千年穹頂（Millennium　　Dome）位于倫敦東部泰晤士河畔的格林威治半島上，是英國(guó)政府為迎接21世紀(jì)而興建的標(biāo)志性建筑。這個(gè)工程原先只考慮建成臨時(shí)性的，后經(jīng)研究，這項(xiàng)工程不論是從周圍市區(qū)的復(fù)興，或是建筑交通基礎(chǔ)設(shè)施的長(zhǎng)期投資來(lái)說(shuō)都具有很大價(jià)值，1997年英國(guó)工黨政府上臺(tái)后，決定建成一個(gè)占地73公頃、總造價(jià)達(dá)12．5億美元的大型綜合性展覽建筑。其縱中包括一系列展示與演出的場(chǎng)地，以及購(gòu)物商場(chǎng)、餐廳、酒吧等，于1999年12月31日揭幕。

彎項(xiàng)直徑320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高達(dá)100m的桅桿，屋蓋采用圓球形的張力膜結(jié)構(gòu)。膜面支承在72根幅射狀的鋼索上，其截面為2×φ32，這些鋼索則通過(guò)間距25m的斜拉吊索與系索為桅桿所支撐，吊索與系索同時(shí)對(duì)桅桿起穩(wěn)定作用。另外還設(shè)有四圈索行架將鋼索聯(lián)成網(wǎng)狀。膜結(jié)構(gòu)屋面設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是要避免雨雪所形成的坑洼，千年穹頂?shù)拇蟛糠治菝娑急容^平坦，因此膜面的支承結(jié)構(gòu)必面對(duì)清除這些難點(diǎn)，同時(shí)將周圍的索抬高于膜面，能使連續(xù)水流達(dá)到排放干管。幅向索在周圈與懸鏈索相連共固定在24個(gè)錨圓點(diǎn)上，頂部則與12根φ48鋼索組成的拉環(huán)連接，拉環(huán)直徑為30m，中設(shè)天窗供穹頂通風(fēng)用。