膜结构的应用及发展.pdf
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1、膜结构的应用及发展王自豪(河南大学土木建筑学院,河南 开封 475000)摘要:膜结构是一种相当古老的建筑结构,随着现代建筑技术的不断发展而重生,本文分析了膜结构的几何建筑特征从膜材种类,膜结构体系特点入手,展示了膜结构的体系类型和特点,介绍了膜结构的最新研究成果,从不同方面和层面分析了我国膜结构的发展现状和趋势,探讨了膜结构的应用和发展趋势,从而揭示了我国膜结构的发展前景。关键词:膜结构建筑,膜材,膜结构体系,发展Application and development of membrane structure Wang Zihao(School of civil and architect
2、ural engineering,Henan University,Kaifeng,Henan 475000)Abstract:membrane structure is a very old building structure,with the continuous development of modern construction technology,this paper analyzes the structure of the membrane structure from the membrane type,membrane structure system character
3、istics,showing the type and characteristics of the membrane structure,introduces the latest research results from different aspects and aspects of the development status and trend of membrane structure,and reveals the development prospects of Chinas membrane structure.Key words:membrane structure,me
4、mbrane material,membrane structure system,development一,引言膜结构也即织物结构,是 20 世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式,最早的膜结构雏形可追溯到公元前若干世纪的帐篷结构。现代意义上的膜结构工程最早出现于 20 世纪 50 年代,是集建筑、结构、材料和计算机等科学为一体的高科技工程。膜结构之所以得到如此众多的建筑师的青睐和日益广泛的应用,根本原因在于膜材料的独特性。膜材料是一种完全“柔性”的材料,又是一种介乎不透明的钢或混凝土与全透明的玻璃之间的“半透光”的材料。因这些特质,膜结构已广泛应用于大型体育场馆、展览中心、航空和铁路
5、交通、文化娱乐等公共建筑中。膜结构按所采用的材料,可划分为 PVC 材料膜结构、PTFE 材料膜结构、ETFE 材料膜结构;按其建筑几何元素,可划分为马鞍形膜结构、伞形膜结构、碗形膜结构;按其支承结构体系及支承方式,可划分为张拉膜结构、框架支承膜结构、气承式膜结构、气枕膜结构;按其使用功能和使用方式,还可划分为可移动、可展开、可开合膜结构等。二,膜结构体系的分类及特点按膜在结构中所起的作用和膜的结构形式,膜结构体系一般可分为充气式膜结构、骨架式膜结构、张拉膜结构及索穹顶结构等。2.1 充气膜结构充气膜结构是膜发展过程中最初阶段的主要形式,分为气撑式与充气胎式两种,充气膜结构适用于跨度超过 70
6、的大跨度体育设施,一般采用低拱度、一层膜或二层膜的结构形式。2.2骨架式膜结构骨架式膜结构以钢或其他材料构成刚性骨架,膜张拉并置于骨架上,其显著特点在于:膜不是维持结构体系存在的必要结构单元,也不仅仅是单纯的覆盖屋面体系,而是充分发挥了采光建筑功能和高强受力特性。2.3张拉膜结构张拉膜结构是通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度,并承担外荷载的结构形式。完整的张拉式膜结构一般由张拉薄膜、加劲索及支承结构三部分组成。目前各种形式张拉膜结构广泛应用于各个领域,包括大型或大中型体育、文化、娱乐、商业设施以及小型景观作品等。2.4索穹顶结构索穹顶结构是空间双层索系和覆面膜材的联合运用,形成的一种高效的大
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