影響呼和浩特張拉膜的設計對策
影響呼和浩特張拉膜的設計對策大跨建筑的(de)(de)興建使得呼和浩(hao)特張(zhang)拉(la)膜的(de)(de)應用越來越廣泛,造型日益輕(qing)盈(ying)飄逸。總結(jie)(jie)設計經驗(yan),結(jie)(jie)合惡劣天氣條件,從體型選擇(ze)對(dui)呼和浩(hao)特張(zhang)拉(la)膜結(jie)(jie)構設計對(dui)策進行闡述
1.體型(xing)選擇(ze)“自(zi)(zi)然(ran)物(wu)(wu)的(de)形(xing)態是由內在力決定的(de)”,即自(zi)(zi)然(ran)本身處在力的(de)平(ping)衡(heng)狀態中(zhong),膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)(gou)建筑(zhu)的(de)形(xing)態也應(ying)該(gai)符(fu)合(he)這一(yi)自(zi)(zi)然(ran)事物(wu)(wu)的(de)規律(lv)。從結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)角度,大型(xing)膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)(gou)所具(ju)有的(de)跨度大、結(jie)(jie)構(gou)(gou)柔、材料輕等特點,致使其被歸屬于典型(xing)的(de)風(feng)敏感結(jie)(jie)構(gou)(gou)之中(zhong)。尤其當建筑(zhu)建造在強風(feng)地區(qu)時(shi),屋面所承(cheng)受的(de)風(feng)荷載增大,風(feng)振(zhen)效應(ying)也隨之呈現出復雜(za)性(xing)。為了避(bi)免強風(feng)荷載對(dui)于結(jie)(jie)構(gou)(gou)承(cheng)載力的(de)威脅,可(ke)通過(guo)合(he)理(li)的(de)體型(xing)選擇(ze),來(lai)減少結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)安全隱(yin)患。即在對(dui)膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)初步(bu)設計中(zhong),尋求一(yi)個(ge)應(ying)力平(ping)衡(heng)的(de)曲面。而我們(men)需要解決的(de)關(guan)鍵問題就是:符(fu)合(he)自(zi)(zi)然(ran)事物(wu)(wu)形(xing)態構(gou)(gou)成中(zhong)的(de)力的(de)規律(lv)。具(ju)體總結(jie)(jie)看來(lai),應(ying)注意以下幾點。
(1) 提高(gao)膜張力和內應力膜結(jie)構(gou)是以曲面變形(xing)(xing)(xing)來抵(di)抗外力的(de)一(yi)種柔性體系。過于平(ping)坦的(de)造型(xing)會降低(di)結(jie)構(gou)的(de)剛度,增加(jia)結(jie)構(gou)在風(feng)荷(he)載作(zuo)用(yong)下(xia)的(de)位(wei)移,并易積水發生(sheng)塑性變形(xing)(xing)(xing)以至破壞。研究(jiu)表明(ming),在其他條件不變的(de)情況下(xia),提高(gao)膜張力可以顯著地提高(gao)結(jie)構(gou)剛度。在相同(tong)的(de)風(feng)荷(he)載作(zuo)用(yong)下(xia),結(jie)構(gou)的(de)位(wei)移隨著初始膜張力的(de)增加(jia)而減小。因此,建筑選(xuan)型(xing)時要(yao)增加(jia)膜曲面的(de)曲率(lv),盡量選(xuan)取較大負高(gao)斯曲率(lv)的(de)曲面或(huo)其組合形(xing)(xing)(xing)式(shi)。
另外,膜內(nei)應力(li)也不能過大(da)。否則會造成膜片邊(bian)緣的(de)內(nei)力(li)增(zeng)大(da)。不僅(jin)增(zeng)加了材料費用,還(huan)會因應力(li)集(ji)中(zhong)而增(zeng)加邊(bian)緣撕裂的(de)可能性。
(2) 不(bu)同地域氣候,應選(xuan)擇不(bu)同的(de)膜結(jie)(jie)構建(jian)筑形式(shi)南方多風多雨地區,隨著(zhu)緯度的(de)降(jiang)低,氣候越(yue)(yue)來越(yue)(yue)溫(wen)暖,張(zhang)拉結(jie)(jie)構的(de)布置越(yue)(yue)來越(yue)(yue)錄活,界(jie)面的(de)圍合方式(shi)趨于(yu)開(kai)放(fang)。隨著(zhu)構造體系趨于(yu)開(kai)放(fang),形體亦(yi)趨于(yu)舒展
北(bei)部寒冷多雪(xue)(xue)地區應選(xuan)擇造(zao)型曲(qu)率較大(da),坡(po)度較大(da)的大(da)矢高體(ti)型,以利于(yu)積雪(xue)(xue)的自然滑落。此外,應考慮雙層(ceng)膜(mo)保溫,建筑(zhu)空(kong)間以封閉為主(zhu)
(3)對不同形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)膜結構(gou)(gou),應做風(feng)(feng)洞實(shi)(shi)驗(yan)獲取風(feng)(feng)荷載(zai)(zai)系(xi)數為(wei)了(le)(le)(le)滿(man)足建(jian)筑功能和造型的(de)(de)(de)需要,膜面(mian)(mian)的(de)(de)(de)體(ti)型要符合(he)建(jian)筑師的(de)(de)(de)構(gou)(gou)思,形(xing)式要力求(qiu)豐富多樣。由此,導致了(le)(le)(le)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)振特性和動力特性過(guo)于復雜,結構(gou)(gou)計算方面(mian)(mian)也變(bian)得尤為(wei)繁瑣。目前,國內沒有系(xi)統的(de)(de)(de)規范和研(yan)究成果,以供抗風(feng)(feng)設(she)計參考(kao)。但(dan)是在我國建(jian)筑結構(gou)(gou)荷載(zai)(zai)規范中,提及了(le)(le)(le)坡(po)屋面(mian)(mian)的(de)(de)(de)體(ti)型系(xi)數。鑒于其可(ke)適用(yong)(yong)范圍受到多種限制,因此不能較好地應用(yong)(yong)于體(ti)型復雜的(de)(de)(de)索(suo)膜張(zhang)拉結構(gou)(gou)設(she)計中。故針對不同形(xing)狀(zhuang)的(de)(de)(de)膜結構(gou)(gou),尤其是大型柔性屋蓋(gai),應當做風(feng)(feng)洞實(shi)(shi)驗(yan)以獲取風(feng)(feng)荷載(zai)(zai)系(xi)數,力求(qiu)在設(she)計中就降低因強風(feng)(feng)破壞的(de)(de)(de)可(ke)能性。