影响呼和浩特张拉膜的设计对策


影响呼和浩特张拉膜的设计对策大跨建筑的兴建使得呼和浩特张拉膜的应用越来越广泛,造型日益轻盈飘逸。总结设计经验,结合恶劣天气条件,从体型选择对呼和浩特张拉膜结构设计对策进行阐述


1.体型选择“自然物的形态是由内在力决定的”,即自然本身处在力的平衡状态中,膜结构建筑的形态也应该符合这一自然事物的规律。从结构的角度,大型膜结构所具有的跨度大、结构柔、材料轻等特点,致使其被归属于典型的风敏感结构之中。尤其当建筑建造在强风地区时,屋面所承受的风荷载增大,风振效应也随之呈现出复杂性。为了避免强风荷载对于结构承载力的威胁,可通过合理的体型选择,来减少结构的安全隐患。即在对膜结构的初步设计中,寻求一个应力平衡的曲面。而我们需要解决的关键问题就是:符合自然事物形态构成中的力的规律。具体总结看来,应注意以下几点。


影响呼和浩特张拉膜的设计对策


(1) 提高膜张力和内应力膜结构是以曲面变形来抵抗外力的一种柔性体系。过于平坦的造型会降低结构的刚度,增加结构在风荷载作用下的位移,并易积水发生塑性变形以至破坏。研究表明,在其他条件不变的情况下,提高膜张力可以显著地提高结构刚度。在相同的风荷载作用下,结构的位移随着初始膜张力的增加而减小。因此,建筑选型时要增加膜曲面的曲率,尽量选取较大负高斯曲率的曲面或其组合形式。

另外,膜内应力也不能过大。否则会造成膜片边缘的内力增大。不仅增加了材料费用,还会因应力集中而增加边缘撕裂的可能性。


(2) 不同地域气候,应选择不同的膜结构建筑形式南方多风多雨地区,随着纬度的降低,气候越来越温暖,张拉结构的布置越来越录活,界面的围合方式趋于开放。随着构造体系趋于开放,形体亦趋于舒展

北部寒冷多雪地区应选择造型曲率较大,坡度较大的大矢高体型,以利于积雪的自然滑落。此外,应考虑双层膜保温,建筑空间以封闭为主


(3)对不同形状的膜结构,应做风洞实验获取风荷载系数为了满足建筑功能和造型的需要,膜面的体型要符合建筑师的构思,形式要力求丰富多样。由此,导致了结构的风振特性和动力特性过于复杂,结构计算方面也变得尤为繁琐。目前,国内没有系统的规范和研究成果,以供抗风设计参考。但是在我国建筑结构荷载规范中,提及了坡屋面的体型系数。鉴于其可适用范围受到多种限制,因此不能较好地应用于体型复杂的索膜张拉结构设计中。故针对不同形状的膜结构,尤其是大型柔性屋盖,应当做风洞实验以获取风荷载系数,力求在设计中就降低因强风破坏的可能性。