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          什么是膜結構工程

          發布日期:2019-09-10

          膜結構工程分7中,分別是:

          1)純鋼拱形結構

          采用傳統的梁柱體系,房頂為圓拱式,柱梁距離一般為8m左右。

          2)混凝土結構主體加鋼拱

          以上兩種最簡略的膜結構,依平面的形狀,如方形、菱形等,可有許多改變,拱的距離依運用的膜材強度、規劃荷載、風力等確認。

          3)混凝土主體結構加鋼索

          脊素為上彎,坐落膜布下面,谷索為下彎,坐落膜上面。兩種鋼索的彎向相反張拉后造成相反方向的垂直力,使膜市遭到垂直方向的張力,膜布中水平方向的張力直接張拉構成。

          4)混凝土主體結構加鋼柱

          5)張拉式帳子膜結構

          6)大型(跨度在200m以上)氣撐式膜結構

          用扁鋼作的鋼索加上膜布,能夠做成大跨度的巨型房頂。這種建筑,結構簡略,施工方便,經濟效益高,無需修理。但因需常年保持關閉,進出較不便,現己不再新建,但仍不失為一種好的結構方式。因為膜結構需求精確的規劃及取舍,以到達抱負的效果,大衛、蓋格和哥倫比亞大學的同僚邁克、馬克麥克和約塞夫、賴特共同開發了非線性鋼索核算程式,為氣撐式大型膜房頂工程規劃奠定了基礎。自1973年至1978年,在世界各地一連建造了12座氣撐式膜結構大型室內體育館,與同時期落成的其他球場比較,這些膜結構的體育館不但價格便宜,并且施工快。面積40000m2的銀頂球場的房頂只用了11.5個月即全部完結。為世界最大之室內體育館。

          7)鋼索穹頂

          1980年左右,蓋格先生又創造了運用永久性膜結構

          的新技術,這種新技術是根據工程哲學家巴克明斯特.富勒的理論。富勒認為現代的結構都是在對抗地心吸引力,不斷地爭奪壓力的接連性,但自然界并非如此。這是一項看似平平,實則十分智慧的道理,1983年他發表的文章中建議在結構上逐漸削減壓力的影響,而增加張力的作用,富勒將他的新觀念命名為“張力式”,英語是張力(Tension)和完好(Integrity)二字的組成。在這種抱負的結構中“壓力桿件是張力大海中的一個小島”。蓋格先生對富勒的道理,則有更進一步的解釋,他認為“空間的跨越是由接連的張力索和不接連的壓力桿”完結的。在這一理論基礎上,他提出鋼索穹項由以下桿件組成:中心張力環經由數目為四的倍數的脊索、環索、中繼斜拉索、壓力桿和斜拉索而到達壓力環梁,構成一個完好關閉的張力拱結構體系。

          這一發明取得了專利。因其不需空氣支撐,制造比較簡潔,故在大型場館的建設中,逐漸替代了氣撐式膜結構。鋼索穹頂在結構技術上,用預應力的原理建立了一種完全打破傳統思維的新概念。

          將鋼索結構加上預應力,使得原來應是壓力的桿件亦成了張力件,并以鋼索替代,由此壓力桿件的數目削減,而構成十分輕盈的穹頂結構。傳統的鋼架結構本身分量隨跨度加大而急劇增加,但在鋼索穹頂的結構體系中,單位分量永遠保持不變。這在結構學的理論上,是一個打破。


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