膜结构的基本体系结构有哪些?

   按照结构形式索和膜结构可分为悬挂体系、斜拉体系、张弦梁屋架、单层索网、空间索网格和张拉膜结构。按照结构刚度,索和膜结构可分为刚性结构、半刚性结构和柔性结构。膜结构的基本体系结构如下如下:

1、悬挂体系

   悬挂体系中屋面荷载由竖直平面内简单悬挂的索系承受。根据不同的屋面平面形状,可以采用不同的悬挂形式。悬挂体系中的索系本身仅在单索竖直平面内存在刚度,在外荷作用下索系会产生刚体运动。所以,悬挂屋面必须采用很重的重屋面,或采用壳体屋面。

   显然,混凝土是悬挂屋面 ,体系中最合适的屋面材料。屋面可以采用预制或现浇钢筋混凝土板。在现浇或安装混凝土屋面板前应尽量给索施加一定的预应力,以增加屋面刚度并防止施工完毕后混凝土开裂。

2、斜拉体系

   斜拉体系中屋面结构本身一般为刚性传统结构,如空间网架、平面桁架或梁系。斜拉索可以一端连接于伸高的桅杆或下置的立柱上,另一端连接于屋面结构;也可以两端连接于屋面结构的下弦节点上。

3、张弦梁屋架

   张弦梁屋架中预应力索一般直接充当屋面结构的下弦,而结构上弦一般仍为刚性梁系或桁架。张弦梁屋架实际上是一种刚性钢构件-柔性索的组合结构体系。注意到索一方面完全充当了下弦结构单元,另一方面又通过腹杆对上弦刚性构件施加了预应力,从而提高了上弦构件承载能力。所以,这种结构中刚性上弦截面可以比同等跨度传统屋架中的上弦截面小。

4、单层索网

   单层索网中,受力主索和稳定副索在同一个层面内,但布置在不同的方向[501-m。单层索网结构按其曲面形状可分为马鞍形和帐篷形。

   马鞍形索网的边界可以是软边界,也可以是刚性边界。帐篷形索网和软边界的马鞍形索网的构造和安装要比刚性边界的马鞍形索网复杂得多。早期某些单层索网上的屋面也有采用现浇和预制钢筋混凝土板的。但同悬挂屋面不同,单层索网在预应力施加后形状是稳定的,所以,它可以采用包括波形钢板在内的各种轻质屋面板。

5、空间索网格

   空间索网格是一种双层索网,或多向索析架,较为经济和合理的索网格应该是两向、最多三向的凹形、凸形或凹凸形体系。索桁架的几何限制了索网格一般适用于圆形或椭圆形平面的屋面。

6、张拉膜结构

   膜结构有三种类型:气承式或充气膜结构、框支式膜结构和张拉膜结构。气承式膜结构依靠膜曲面内外气压差来维持膜曲面的形状;框支式膜结构中膜面仅仅起框架结构的围护作用,框架结构可以是传统的刚性结构,也可以是前述各类索结构;张拉膜结构中膜曲面通过预应力维持自身形状,膜既是建筑物的围护体又作为结构来抵抗外部荷载效应。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内专业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、异型空间结构、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。