索膜体育馆的现状

  目前,世界各地的索膜结构工程或研究领域的蓬勃发展,与现代科技发展,人类面临的任务,保护自然环境,建设了索膜功能和使用的不断扩大,结构跨度或高度的增加,从而索膜建筑开始在世界上广阔的应用。

  索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构,是一种效率极高的张力集成体系,可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。这种结构以造型新颖、质轻透光等优点在全球得到了推广应用,成为体育建筑、会展中心、商业设施、交通站场等屋盖的主要选型。

  随着社会的发展和进步,以及建筑空间观念的日益深化和科学手段的不断提高,人们更注重追求更好的生活,“回归自然”、“沐浴自然之温馨”已是现代建筑环境学发展的主流。传统建筑室内外的视线越来越模糊,出现了许多亦内亦外、相互渗透的不定空间,由于膜材的光透性,白天阳光可以透过膜材形成慢射光,使膜覆盖空间内达到和室外几乎一样的自然效果,因此膜结构能创造出与自然环境相媲美的空间形式。一个新的膜结构和现代技术的结合,以其优越的实用性和美观性是越来越多的人所接受和喜爱在现代建筑中的广泛应用和当代建筑的发展,注入了新的活力。

2.1 索膜结构-膜结构设计

索膜结构设计主要包括以下内容:

(1)初始态分析:确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能够抵抗各种可能的荷载工况,这是一个反复修正的过程。

(2)荷载态分析:张拉膜结构自身重量很轻,仅为钢结构的 1/5,混凝土结构的 1/40;因此膜结构对地震力有良好的适应性,而对风的作 用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资 料尚少, 故对膜结构的设计通常采用安全系数法。

(3)主要结构构件尺寸的确定,及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时,应注意不同设计方法间的系数转 换。

(4)连接设计:包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

(5)剪裁设计:这一过程应具备必要的试验数据,包括所选用膜材 的杨氏模量和剪裁补偿值(应通过双轴拉伸试验确定)。

2.2 索膜结构方案问题

索膜结构在方案阶段需要考虑的问题有:

(1)预张力的大小及张拉方式;

(2)根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式;

(3)考虑膜面及其固定件的形状以避免积水(雪);

(4)关键节点的设计,以避免应力集中;

(5)考虑膜材的运输和吊装;

(6)耐久性与防火考虑。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内顶尖的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计经验。我们尤其擅长大跨度结构、异性空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究,涉及的领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。