簡介:本文為國外膜結構實例匯總。全文包括了迪拜酒店,美國丹佛機場候機大廳----膜結構里程碑,千年穹頂,德國漢堡網(wǎng)球場等4個實例。
關鍵字:國外,膜結構,實例,結構方案,結構設計
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構建筑。建造商在建筑美學、建筑功能、工程安裝上的詳細設計決定了此標志性索膜工程成功。
2、美國丹佛機場候機大廳-膜結構里程碑
美國科羅拉多州的丹佛國際機場打破了傳統(tǒng)模式,在候機大廳上采用了膜結構,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用張拉結構樹立了典范。由于結構工程師與建筑師的共同策劃,丹佛機場候機大廳屋蓋在縮短 施工工期、節(jié)約能源與降低 造價上充分顯示了膜結構的優(yōu)點,滿足了業(yè)主的要求。按照施工計劃,要求東西停車一庫與候機大廳同時進行,這使進入場地受到限制,對安裝十分不利,而輕質的膜結構就可以很好地解決這一問題而縮短工期,使機場在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大廳光線充足。屋蓋由兩層上下相距60cm的織物組成,其內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。其結果是大大降低了能量消耗與運轉費用。
整個大廳長274m,寬67m,由17個帳篷形單元組成。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。這種結構造型表現(xiàn)為山峰起伏,與遠處洛磯山互相輝映,同時也為候機大廳提供了較大的內部空間。
張拉結構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承受特定的荷載。在丹佛機場的屋蓋結構中設有脊索與谷索。脊索承受向下的荷載,如結構自重與雪荷載,而谷索則抵抗主要是向上或向外吸力的風荷載,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,膜面在預先確定的預應力狀態(tài)下保持平衡。在膜材內面還設有一組次索,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)過大應力。此外,當鄰近膜材一旦撕裂或需要更換時,這些索可以承受膜材中的力而成為結構的贅余桿件。整個膜材屋面面積有35000平方米而不需設置伸縮縫,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力水平。
由于結構體系的重量輕并具有很大的柔性,因此對風雪之類外荷載的大小、分布情況及其對結構的效應都要慎重對待。結構的自重小于0.1kN/平方米,而雪荷載可能是靜載的20倍。風雪荷載的影響采用以下方法綜合進行研究:長期氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計評定、模型試驗與計算機分析。風荷載分布是在邊界層風洞中采用剛性模型確定,考慮了一些有代表性的工況,包括陣風效應。屋頂雪荷載是根據(jù)25年氣象記錄采用計算機模擬求得。屋面幾何形狀對雪漂移的影響則以模型試驗進行研究。屋蓋結構分析所依據(jù)的臨界雪載分布圖形取自上述研究。
丹佛國際機場屋蓋在設計中采用了最新的技術,建造時采用了先進的材料,使這個 建筑成為一個重要的里程碑?! ?
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,是英國政府為迎接21世紀而興建的標志性建筑。這個工程原先只考慮建成臨時性的,后經(jīng)研究,這項工程不論是從周圍市區(qū)的復興,或是建筑交通基礎設施的長期投資來說都具有很大價值,1997年英國工黨政府上臺后,決定建成一個占地73公頃、總 造價達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地,以及購物商場、餐廳、酒吧等,于1999年12月31日揭幕。
彎項直徑320m,周圈大于1000m,有12根穿出屋面高達100m的桅桿,屋蓋采用圓球形的張力膜 結構。膜面支承在72根幅射狀的鋼索上,其截面為2×φ32,這些鋼索則通過間距25m的斜拉吊索與系索為桅桿所支撐,吊索與系索同時對桅桿起穩(wěn)定作用。另外還設有四圈索行架將鋼索聯(lián)成網(wǎng)狀。膜結構屋面設計中的一個關鍵問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,因此膜面的支承結構必面對清除這些難點,同時將周圍的索抬高于膜面,能使連續(xù)水流達到排放干管。幅向索在周圈與懸鏈索相連共固定在24個錨圓點上,頂部則與12根φ48鋼索組成的拉環(huán)連接,拉環(huán)直徑為30m,中設天窗供穹頂通風用。
4、 德國漢堡網(wǎng)球場-活動膜結構
可縮進的膜結構棚蓋可以在任何惡劣的天氣時,將棚蓋關上;在天氣轉好時打開。以確保在任何季節(jié)里網(wǎng)球比賽的舉行,或避免時重要的賽事中斷或延遲。
此膜結構建筑充分發(fā)揮了索膜結構重量輕、造型靈活的優(yōu)點。整結構展開面積約10000平方米,采用PVC(PVDF面層)膜材,并且選用能夠滿足要求的最薄的型號。www.pilatechina.com