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興建使得呼和(he)浩(hao)特(te)張拉膜(mo)的應用越來越廣(guang)泛,造型日益(yi)輕盈(ying)飄逸。總結(jie)設(she)計經驗(yan),結(jie)合惡劣(lie)天氣條件(jian),從體型選(xuan)擇對呼和(he)浩(hao)特(te)張拉膜(mo)結(jie)構設(she)計對策(ce)進行闡述
1.體(ti)型(xing)選擇“自然(ran)(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)態是由內在(zai)力決定的(de)(de)(de)(de)(de)”,即(ji)自然(ran)(ran)本身處在(zai)力的(de)(de)(de)(de)(de)平衡狀態中,膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)建(jian)筑的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)態也應(ying)該(gai)符合(he)這一自然(ran)(ran)事物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)規律。從結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)角度,大型(xing)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)所具有的(de)(de)(de)(de)(de)跨度大、結(jie)構(gou)柔、材料(liao)輕等(deng)特點,致使其被(bei)歸(gui)屬于典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)風敏感結(jie)構(gou)之中。尤其當建(jian)筑建(jian)造在(zai)強(qiang)風地區時(shi),屋面所承(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)風荷載(zai)增大,風振效應(ying)也隨之呈現(xian)出復雜性。為了避免強(qiang)風荷載(zai)對(dui)于結(jie)構(gou)承(cheng)載(zai)力的(de)(de)(de)(de)(de)威脅,可通(tong)過合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)型(xing)選擇,來減少結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全隱患。即(ji)在(zai)對(dui)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)初步設計中,尋(xun)求(qiu)一個(ge)應(ying)力平衡的(de)(de)(de)(de)(de)曲面。而我們需要(yao)解決的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵問題就(jiu)是:符合(he)自然(ran)(ran)事物(wu)形(xing)態構(gou)成(cheng)中的(de)(de)(de)(de)(de)力的(de)(de)(de)(de)(de)規律。具體(ti)總結(jie)看來,應(ying)注意以下幾點。
(1) 提(ti)高(gao)膜(mo)(mo)張(zhang)力(li)和內(nei)應力(li)膜(mo)(mo)結構(gou)是以(yi)曲(qu)面變(bian)(bian)形來抵抗外力(li)的(de)(de)(de)(de)一種柔性(xing)體系。過于平坦(tan)的(de)(de)(de)(de)造型(xing)(xing)會降(jiang)低結構(gou)的(de)(de)(de)(de)剛(gang)(gang)度,增(zeng)加(jia)結構(gou)在風荷載(zai)作用下的(de)(de)(de)(de)位移,并易積水發生塑性(xing)變(bian)(bian)形以(yi)至破壞。研究表明,在其他條件不變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)情況下,提(ti)高(gao)膜(mo)(mo)張(zhang)力(li)可以(yi)顯著地提(ti)高(gao)結構(gou)剛(gang)(gang)度。在相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)風荷載(zai)作用下,結構(gou)的(de)(de)(de)(de)位移隨著初始膜(mo)(mo)張(zhang)力(li)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而減(jian)小(xiao)。因(yin)此,建(jian)筑選(xuan)型(xing)(xing)時要增(zeng)加(jia)膜(mo)(mo)曲(qu)面的(de)(de)(de)(de)曲(qu)率,盡量(liang)選(xuan)取(qu)較大負高(gao)斯曲(qu)率的(de)(de)(de)(de)曲(qu)面或其組(zu)合形式。
另外(wai),膜內應力也不能過(guo)大。否則會造成膜片(pian)邊緣(yuan)(yuan)的(de)(de)內力增(zeng)大。不僅增(zeng)加(jia)了材料(liao)費用,還會因應力集(ji)中而增(zeng)加(jia)邊緣(yuan)(yuan)撕裂(lie)的(de)(de)可能性。
(2) 不(bu)同(tong)地域氣候(hou),應選擇不(bu)同(tong)的膜結(jie)構建(jian)筑形式南方(fang)多風多雨地區,隨著緯度的降低,氣候(hou)越來越溫暖,張拉結(jie)構的布置越來越錄活(huo),界面的圍合(he)方(fang)式趨于開(kai)放(fang)。隨著構造體系趨于開(kai)放(fang),形體亦趨于舒展
北(bei)部寒冷多雪地(di)區應選擇造型曲率較大(da),坡度較大(da)的大(da)矢高體型,以利于積雪的自(zi)然滑落。此外,應考慮雙層膜保溫(wen),建筑空間以封閉(bi)為主
(3)對不(bu)同形(xing)狀的(de)(de)(de)膜結(jie)構(gou)(gou),應(ying)(ying)做風(feng)(feng)洞實(shi)驗獲取風(feng)(feng)荷載(zai)系數(shu)為了(le)(le)滿足建(jian)筑功能和(he)造型(xing)的(de)(de)(de)需要(yao)(yao),膜面(mian)的(de)(de)(de)體型(xing)要(yao)(yao)符合(he)建(jian)筑師的(de)(de)(de)構(gou)(gou)思,形(xing)式要(yao)(yao)力求豐富多(duo)樣(yang)。由(you)此,導致了(le)(le)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)風(feng)(feng)振特性(xing)和(he)動力特性(xing)過于復雜,結(jie)構(gou)(gou)計(ji)(ji)算方面(mian)也變得尤(you)為繁瑣。目前,國(guo)內沒有系統的(de)(de)(de)規范和(he)研究成果,以(yi)供抗風(feng)(feng)設計(ji)(ji)參考(kao)。但是(shi)在(zai)(zai)我國(guo)建(jian)筑結(jie)構(gou)(gou)荷載(zai)規范中(zhong)(zhong),提(ti)及(ji)了(le)(le)坡屋(wu)面(mian)的(de)(de)(de)體型(xing)系數(shu)。鑒于其(qi)可適(shi)用范圍受到多(duo)種限(xian)制,因此不(bu)能較好(hao)地(di)應(ying)(ying)用于體型(xing)復雜的(de)(de)(de)索(suo)膜張拉結(jie)構(gou)(gou)設計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)。故針對不(bu)同形(xing)狀的(de)(de)(de)膜結(jie)構(gou)(gou),尤(you)其(qi)是(shi)大(da)型(xing)柔性(xing)屋(wu)蓋,應(ying)(ying)當(dang)做風(feng)(feng)洞實(shi)驗以(yi)獲取風(feng)(feng)荷載(zai)系數(shu),力求在(zai)(zai)設計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)就降低(di)因強風(feng)(feng)破壞(huai)的(de)(de)(de)可能性(xing)。