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膜结构的支承体系包含哪些方面?

文章出处:卓越膜结构编辑:卓越网络部发表时间:2018-11-13 15:18:01阅读:
    之前小编已经详细先容了膜结构的基本常识,简单来说膜结构是一种空间结构,其依靠支承体系与高强度膜材通过一定方式形成一定强度预张力从而保持结构造型,膜面需要沿其边界设置支承并施加预张力,膜面可被看作是“面连续”的,而边界可被看作是“线连续”的,也正是因为这种结构特征,所以必须要求支承体系具有足够的强度以承担膜面产生的预张力以及外界载荷与膜面作用所产生的各种作用力,膜结构的支承体系有多种形式,既可是刚性的,也可以是柔性的,既可以是曲面的,也可以是直线的,但是不同的支承结构形式对膜面的受力状态有很大的影响,所以在设计时应充分考虑两者的协同工作,今天大家就来说下膜结构的支承体系包含哪些方面。

应用了多种支承结构的膜结构遮阳棚
应用了多种支承结构的膜结构遮阳棚

    一、脊索、谷索和加劲索

    膜结构的加劲索等线状支承将高低不同的点相连。脊索将膜面内的高点相连接,谷索将低点相连接。

    利用交错布置的(钢、织物)脊索、谷索等加劲体系可以形成边界比较平坦的大型膜屋盖。加劲索也可以看作是连接膜片间的边界,同结构的边界一样,加劲索也可以设计成曲率连续改变的曲线形式,膜结构通过张力平衡成形,因此膜面的曲率半径随着相邻膜片角度的变化而变化。

    二、柔性加劲膜边

某膜结构屋顶的柔性加劲膜边
某膜结构屋顶的柔性加劲膜边

    织物条带或者钢索等柔性加劲边只能承受轴向拉力,在膜面上设置柔性加劲边时要尽量使其与膜面的弯曲半径相协调。最理想也是最自然的加劲边应由膜材纤维制成,这样可以建造纯膜材结构,使膜面与加劲边相协调,这种结构特别适用于外荷载作用下变形较大的情况,将高强织物带缝合在膜面的边缘可以形成性质均匀的薄膜结构。

    对于大跨度结构,膜边缘传来的荷载较大,故一般采用高强钢索,直径较小的钢索可直接放到索套中,而当钢索直径较大时,应将膜边与索脱开并用间隔均匀的连接件将索与加劲边连接起来。

    三、线状刚性支承——拱

    折线构件特别是拱适于用作内部线状支承结构,这种结构还可以用于结构连接或膜片间的维护结构,采用刚性边界可使内部线状支承具有多种形式。

    对于膜结构而言,拱是一种最理想的承荷元件,拱元件沿着支撑线的合理布局方便了薄膜鞍状区域的形成,作为承荷元件的拱仅仅局限于承受压力应力,与仅受纯张力限制的膜的受力线性相反。

    四、点状刚性支承——桅杆

    桅杆是支承膜结构边界、角点一级内部高点的受压构件,内部高点也可以用外部的桅杆结构吊起以使膜面覆盖下的空间保持完整,而桅杆又可以分为四种不同的类型:

此膜结构景观棚应用了多种桅杆形式做支承
此膜结构景观棚应用了多种桅杆形式做支承

    1.边界桅杆

    它用于支承边界或角点,其最简单构形是将其布置在边索合力和锚索合力间夹角平分线上,桅杆的倾角决定了其基础的位置,而桅杆承受的压力取决于锚点基础的位置,锥形管是最理想的桅杆形状。

    2.内部桅杆

    其底部一般较接于地板上,而顶部铰接于汇聚膜面力的加劲边上,内部桅杆依靠膜面自身实现其平衡,其最优位置取决于作用在桅杆上力的大小及方向,最好将桅杆布置在膜面预应力的合力方向上。只有当膜面及其支承都对称时,桅杆才是竖直的,铰接锥形压杆的最简单截面为圆形。

    3.飞杆

    飞杆是由钢索提供支承以减少地面支承数量的一种措施,在1989年的美国San Diego会议中心Horst Berger首次使用了“飞杆”。

    4.外部桅杆

    若膜面覆盖空间内部不允许设置支承构件,则可在建筑物外部设置桅杆,通过斜拉索来支承膜面,桅杆的位置及倾斜度应使其不与膜边相交。若建筑设计要求膜面具有轻盈漂浮的连续内表面,外部桅杆是一种有益的尝试。

    五、基础

    用于支承张拉膜结构的基础有多种形式,锚固荷载较小或可移动结构可采用能重复使用的地锚或是重力式储沙(水)箱,而荷载较大时,最适用的基础是永久性埋入式锚固基础,他可以利用基础周围的土层共同承载,与重力式混凝土基础相比较,其对建筑环境带来的影响较小。大多数情况下膜结构也可以锚固在刚性建筑结构上,负载的作用点应位于墙或者混凝土板的轴线上。与桅杆底座和索的锚座相同,基础也是结构体系中受力较大的传力构件。

膜结构看台大多锚固在刚性建筑结构上
膜结构看台大多锚固在刚性建筑结构上

    以上就是膜结构支承体系包含的5个方面,具体选择哪种或者几种支承体系需要根据工程项目的具体情况,如果您对于以上内容还有其他疑问可以在线留言给小编,我看到会给您回复解答,支承结构对于整个膜结构体系来说至关重要,直接关系到整个建筑的成本、质量,一定要慎重选择,最好的办法是选择一家有实力的膜结构企业,大家卓越就是一家这样的企业,大家从事膜结构行业已经有10年时间,在100多个城市建设了1000多个膜结构建筑,获得了业主的一致好评,欢迎大家随时考察咨询。
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