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某技术学院膜结构看台的整体设计

  据悉,某地建设职业技术学院体育看台采用了新型的索膜建筑结构体系,其屋面由7个贝壳形峰膜及端部张拉膜组成。整个结构50.4m,宽12.8m,投影面积645m?,膜顶标高+11.970m,膜展开面积692m?。而整体膜结构看台通过薄膜、膜边索、脊索、谷索、拉索、拉杆及一定的格构梁来稳定。整个结构体型轻盈、飘逸,体现了张拉膜结构的特点。该工程的设计如下:

  膜结构设计转变了传统的"先建筑,后结构"做法,要求建筑设计与结构紧密结合。在设计过程中,建筑师和结构师要坐在一起确定建筑物的形状,并进行计算分析。该工程在结构师和建筑师的紧密配合下,对工程方案从建筑和结构两个方面进行论证,保障了末后的方案既满足建筑的要求,又能够在结构上实现。

  由于该膜结构看台工程所在地的风荷载比较大,方案设计时考虑对膜面进行加强,采用稳定索辅助脊索共同承力的结构形式,抵御了风吸力,提高了结构整体稳定。考虑到前悬挑梁的悬挑长度较大,共10.832m,如用单管,直径定然做得很大,因此采用了端部高,根部低的梯形平面格构式梁,并且在端部分别用一根向上的拉索和向下的拉索拉紧,使悬挑梁即使在较大的风荷载下也能得以稳定,并且不失美观、轻巧。

  该工程中,中间的主柱既受到膜上传来的荷载,又受到悬挑梁上的索的拉力作用,受力较大,并且考虑到与悬挑梁的视觉协调,该柱采用格构柱,并从经济的角度对格构柱作了优化,悬挑梁以下部分采用三角形格构,以上部分只采用平面格构。

  末后从膜结构看台结构的整体稳定性入手,在后悬挑梁的端部加了向下的拉杆及向上的拉索,使整个结构既协调又稳定。除此之外,为了加强结构的空间稳定性,使得结构成为一个空间整体,在前悬挑梁的端部加上平面格构梁,中间加了一道联系梁,同时在格构柱之间也加了一道联系梁,这样整个结构由平面体系变成了空间体系,加强了结构的整体稳定性。