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体型的选用关系到膜结构看台的强度

  人们都知道,台风的袭击,对于基础设施与公共建筑造成了较大的威胁。格外是新型膜结构看台由于其轻薄柔的特点,越易在台风中遭受不可预知的破坏。因此,伴随着恶劣天气条件的增多,对膜结构设计的改进将势在所行。

  有研究人员认为,其体型的正确选用关系到整个建筑的强度,“自然物的形态是由内在力决定的”,即自然自身处于力的平衡状态之中,看台膜结构的形态也应该符合这一自然事物的规律。从结构的角度,大型膜结构所具有的跨度大结构柔、材料轻等特点,致使其被归属于典型的风敏锐结构之中。格外是当建筑建造在强风地区时,屋面所承受的风荷载增加,风振效应也随之呈现出复杂性。为了规避强风荷载对结构承载力之威胁,可以经过合理的体型选用,来减少膜结构安全的隐患,即在对膜结构的初步设计中,寻求个应力平衡的曲面。而我们需要解决的关键问题便是:符合自然事物之形态构成中的力的规律。

  (1)提高膜张力和内应力:

  膜结构看台是以曲面变形来抵御外力的一种柔性体系。过于平坦的造型会降低结构的刚度增加结构于风荷载作用之下的位移,并且易积水产生塑性变形以至于破坏。有研究结果表明,在其他条件不变的情况下,提高膜张力可以显明的提高结构刚度。在相同的风荷载作用下,结构的位移随着初始膜张力的增加而减小。因此,建筑选型时要增加膜曲面的曲率,尽量的选取较大负高斯曲率曲面或是其组合的形式。

  另外,膜内应力也不应过大。否则会造成膜片边缘的内力增大。不但增加了材料费用,还会因应力集中而增加边缘撕扯的可能性。

  (2)不同地域气候,应选择不同的看台膜结构形式南方多风多雨地区,随着纬度的降低,气候越来越温暧,张拉结构的布置越来越灵活,界面的围合方式趋于开放。随构造体系日趋开放,形体亦趋向舒展。

  北部寒冷多雪的地区,膜结构看台应选用造型曲率较大,其坡度较大的大矢高的体形,以益于积雪的自然滑落,此外,应考虑双层膜保温。