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國外膜結構的發展現狀
作者:admin    發布日期:2022/9/8     關注次數:     二維碼分享

近幾年國際上有三個較大的活動:2012年5月韓國麗水世博會,2012年7月英國倫敦奧運會,以及將于2014年舉行的巴西世界杯,圍繞這些活動興建了許多工程,其中不乏優秀的膜結構工程。同時,國際殼體與空間結構學會(IASS)在不到一年的時間召開了兩次大會:2011年9月IABSE-IASS 倫敦大會上,交流了約800篇論文,2012年5月IASS-APCS首爾大會上交流了約300篇論文。2012年年初,國際工業織物協會(IFAI)2011年度33個獲獎項目頒布。筆者收集了其中有特點的膜結構工程、項目以及關于膜結構的研究,從中可以看出膜結構的發展趨勢。

一、大型工程應用如火如荼

1、張拉式膜結構

美國休斯頓米切爾表演藝術中心是Horst Berger的收官之作,是典型的張拉式膜結構。1990 年建成的該項目僅3000 席位, 2009 年5月經過改擴建,達到6000 個席位。

沙特阿拉伯麥加DoKEEP大廈七棟大樓頂的連體帳篷結構總面積15000 m 2,帳篷里包含私人房間、 酒店設施及食肆等,是典型的張拉式膜結構。這樣成片的高層樓頂應用張拉式膜結構還很少見,工程難度主要是在300米高空的安裝。

2、骨架支承式膜結構

巴西薩爾瓦多的新水源球場(Fonte Nova),建于1951年。為迎接巴西世界杯進行改建,56000座,屋面采用28000 m2 PTFE膜材。

巴西東南部貝洛奧里藏特的米內羅球場(Mineirao),建于1965年。此次翻新改建為66805座,屋面采用13000m2 TiO2/PTFE膜材。

巴西2014年世界杯在建足球場的報道不多,從收集到的資料看還有翻新改建的里約熱內盧87101座的馬拉卡納球場(Maracana)和巴西南方阿雷格里港50287座的何塞 · 皮涅羅 (Jose Pinheiro Borda)河濱競技場也采用了膜結構。

韓國晉州體育場采用懸挑桁架加拱形檁條支承膜覆蓋。該體育場2010年6月韓國全國運動會時建成,可容納20000人。該工程的特點是采用了三種膜材:膜屋面包括 72個單元,內部屋頂(田徑場側)采用半透明 TS-PTFE膜;主屋面(看臺)采用PTFE膜;墻面采用PTFE網格膜以便通風和聲音吸收。

3、索系支承式膜結構

倫敦奧林匹克體育場在奧運和殘奧期間是80000 座位的體育場,賽后轉換成一個25000 座位的體育場。人字形柱支承外壓縮環桁架,內張力環采用索,其間輻射布置雙層徑向索形成索網,上覆112片PVC膜材張緊形成罩蓬,是典型的索系支承式膜結構。燈塔A形柱立在內張力環主索上,設后穩定索和環向穩定索。

陜西膜結構工程

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阿根廷拉普拉塔足球場2003年開放使用,當時已完成屋面環梁。 平面為85 m半徑相交的兩個圓圈,中心距 48 m,提供兩個足球俱樂部分享,故稱“雙星穹頂”,53000座席。2009年啟動穹頂的建設,周邊壓縮環采用三角形鋼桁架( 9 m寬、高13 m ),每側通過泰氟龍滑動軸承釋放支承的徑向位移,以減小溫度應力。索穹頂上弦徑向索聯方形布置,第一環增加了徑向索,下弦三道環向索。索定長,用兩個臨時塔架,逐環安裝,屋面覆蓋PTFE。由于常用的PTFE只有16%的透明度,不足以確保天然草生長,首次采用新膜材 UltraLUX,透明度為24%,但拉伸強度171 kg/cm,略低5%。已完成兩個外圈屋面的覆蓋,2011年2月進行了2011年美洲杯的揭幕戰。

4、空氣支承式膜結構

韓國忠州世界武術節劇場(2011年9月)由14個桁架柱支撐屋頂,三角形管桁架組成橢圓狀壓縮環。屋面采用透鏡型PTFE氣囊,面積30m×53m。氣囊內部內部5m高,體積5630m3,內壓350Pa。用索在氣囊上部和下部作加勁,短向7根Φ24索,長向4根Φ24索,上弦考慮落雪長向不設。上下索之間考慮φ12 聯系索,可減小壓縮環受力。這個結構跨度不大,但可取的是嘗試了直接用氣囊做屋蓋結構的一種新形式。

美國新澤西某校園充氣館58m寬,117m長,24m高。全天候用于足球、 和曲棍球,包括四條跑道。采用交叉索網系統,可以提供結構穩定。據報道可承受強臺風和8kN/m2的雪,值得關注。用自動控制系統保持溫度。夏天可輕松撤下,冬天重新安裝。


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