建筑結(jié)構(gòu)選型-膜結(jié)構(gòu)

1、System and Selection of Building Structures土木建筑與力學(xué)學(xué)院建筑結(jié)構(gòu)選型第9章 膜結(jié)構(gòu)9.1 概述9.1.1 膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)膜結(jié)構(gòu)建筑外觀雅致飄逸，空間開闊靈秀、結(jié)構(gòu)輕盈、透光阻燃、經(jīng)久自潔、安裝快捷、節(jié)能降耗、造價(jià)適中維修簡(jiǎn)便。由于膜材造型運(yùn)用很靈活，尤其使大跨距的建筑，特別能突顯設(shè)計(jì)者的創(chuàng)意及設(shè)計(jì)要求。在奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)等大型建設(shè)工程中，已經(jīng)大顯身手。采用高強(qiáng)薄膜材料、加強(qiáng)構(gòu)件（鋼架、柱或索），內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，形成某種空間形狀作為覆蓋結(jié)構(gòu)，并能承受一定的外荷載作用結(jié)構(gòu)形式。膜結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是耐久性較差。最近幾年，由于高強(qiáng)、防火、透光、耐久性好、

2、性能穩(wěn)定的膜材的出現(xiàn)和應(yīng)用，膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命可達(dá)到20年以上。第9章 膜結(jié)構(gòu)9.1 概述9.1.2 薄膜組成材料的組成和分類疏交錯(cuò)織法 附著性強(qiáng)、抗撕裂強(qiáng)度高密交錯(cuò)織法高抗拉強(qiáng)度 平織法，薄，抗撕裂強(qiáng)度極高圖9-1-1 薄膜材料第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.1 氣壓式膜結(jié)構(gòu)圖9-2 -1 氣壓式膜結(jié)構(gòu)圖9-2-2 氣壓式空氣薄膜結(jié)構(gòu)的型式 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)形式： 結(jié)構(gòu)構(gòu)造：第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.1 氣壓式膜結(jié)構(gòu)波士頓藝術(shù)中心劇場(chǎng)圖9-2-4 富士組展覽館外形第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.1 氣壓式膜結(jié)構(gòu)圖9-2-5 富士組展覽館平面圖圖9-2-6 富士

3、組展覽館縱剖面圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)圖9-2-8 拉索的布置圖9-2-7氣承式膜結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)形式： 結(jié)構(gòu)構(gòu)造：第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu) 日本第1屆世界園藝博覽會(huì)蘭花館太陽(yáng)館（圓形建筑）半徑為75米，月亮館（弧形建筑）最大跨度為40米。第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)圖9-2-10 第一穹頂平面及立面圖 圖9-2-11 第二穹頂平面圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)圖9-2-13 東京充氣棒球館剖面圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2

4、充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.2氣承式膜結(jié)構(gòu)美國(guó)明尼阿波利斯的“大城市穹頂”在1981年11月膜結(jié)構(gòu)充氣后的三周，因?yàn)橐淮伪╋L(fēng)雪在屋面上形成雪窩而下癟，其后在1982年與1983年又兩次發(fā)生過(guò)類似的事件，由此還引起了冗長(zhǎng)的法律訴訟。這些大大小小事故的產(chǎn)生，主要是由于空氣膜所特有的 袋狀效應(yīng)，即膜表面上一旦積累了一些冰雪引起下凹,而下凹又招致了更多的冰雪，這樣就造成惡性循環(huán)而導(dǎo)致膜材的破裂。在上述過(guò)程中，有時(shí)是由于熱空氣融雪系統(tǒng)不足,有時(shí)是由于空氣

5、加壓控制失靈，甚至是管理人員操作上的失誤，終于釀成事故。 第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.3 混合式充氣膜結(jié)構(gòu)圖9-2-16 美國(guó)原子能委員會(huì)流動(dòng)展覽廳第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.3 混合式充氣膜結(jié)構(gòu)圖9-2-17熊本縣民綜合公園室內(nèi)運(yùn)動(dòng)廣場(chǎng)圖9-2-18 熊本縣民綜合公園室內(nèi)運(yùn)動(dòng)廣場(chǎng)結(jié)構(gòu)剖面圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.3 混合式充氣膜結(jié)構(gòu)熊本縣民綜合公岡室內(nèi)運(yùn)動(dòng)廣場(chǎng)雙層空氣膜系統(tǒng)圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.3 混合式充氣膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.4 氣枕膜結(jié)構(gòu)圖9-2-20 矢跨比與主應(yīng)力關(guān)系 結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)形式： 結(jié)

6、構(gòu)構(gòu)造：第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.4 氣枕膜結(jié)構(gòu)圖9 -2-22氣枕結(jié)構(gòu)作為網(wǎng)架屋蓋第9章 膜結(jié)構(gòu)9.2 充氣膜結(jié)構(gòu)9.2.4 氣枕膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)圖9-3-1 懸掛膜結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)形式： 柔性支承膜結(jié)構(gòu) 剛性支承膜結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)構(gòu)造： 穩(wěn)定性措施 懸掛構(gòu)造第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)圖9-3-2 桅桿支承點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造圖9-3-3 沙特阿拉伯法赫德國(guó)際體育場(chǎng)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.1 柔性支承膜結(jié)構(gòu)圖9-3-4 威海固鉑成山體育館第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.2 剛性支承膜結(jié)構(gòu)(1)結(jié)構(gòu)組成;(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖9-3-5 骨架支撐膜結(jié)構(gòu)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.2 剛性支承膜結(jié)構(gòu)圖9-3-6 上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.2 剛性支承膜結(jié)構(gòu)圖9 -3 -7 上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)和置示意圖第9章 膜結(jié)構(gòu)9.3 支承膜結(jié)構(gòu)9.3.2 剛性支承膜結(jié)構(gòu)交叉拉索頂桿利用交叉拉索和頂桿對(duì)薄膜施加預(yù)應(yīng)力第9章 膜