浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用
浅谈大连体育场膜结构设计

浅谈大连体育场膜结构设计摘要:在索膜结构蓬勃发展的同时,一系列的设计、施工问题也随之产生。
目前索膜结构的研究主要集中在找形分析、裁剪分析、荷载分析、及施工工艺等方面。
与国外相比,国内索膜结构的研究和应用还比较落后。
为助于幕墙行业工程技术人员理解、应用膜结构设计,特撰写此文。
本文包括节点设计、连接构造、防鸟装置、排水/防水系统、控制系统/供气系统、剪裁分析等内容。
关键词:膜结构剪裁分析大连体育场ETFE气枕一、项目简介大连体育中心项目选址位于大连市甘井子,项目选址西临朱棋路,南临岭西路,该位置既是大连市规划的北部中心区域,又是朱棋路新区的中心位置,距旅顺口区40km、开发区27km、金州区20km。
本项目大连体育场即为体育场中心一场四馆中的“一场”。
体育场6万个座位,占地面积18.6万平方米,建筑面积11.9万平方米,能够承担田径、足球等比赛,兼顾大型活动。
大连市体育运动中心由一场四馆及综合服务区组成。
大连体育场膜结构分为外层的ETFE气枕和内层的PTFE网格膜二、ETFE气枕方案介绍大连体育场屋面及立面装饰层(或称围护系统)由单腔ETFE 充气气枕构成,气枕位于主钢结构上方和外侧,并由建筑钢结构檩条进行支撑。
充气气枕须满足建筑外观、透光,承受风、雪外荷载,排水等方面的要求。
ETFE气枕外层通过彩色的或带图案的膜材实现建筑外观效果,在对整个体育场的气枕层进行合理分格后,将白色、蓝色和银色镀点ETFE的有序组合搭配,形成了一种旋转动态的水的形态,海滨城市大连的水元素巧妙地融入其中。
为实现气枕稳定饱满的形态和抵御一定外荷载的能力,需采用专用机械设备向ETFE气枕内输送清洁并经过除湿的空气,正常设计内压为300Pa,而在发生大风、降雪时,设计内压增加到600Pa,气枕内部压力的调节将是全自动化控制并能进行远程监视,而且设备设有连接BMS系统的无源接口。
由于整个体育场的风荷载情况较为复杂,需对气枕进行全面的强度分析并选择合理的膜材厚度和高跨比。
体育场屋面都选用PTFE膜结构的原因

体育场屋面都选用PTFE膜结构的原因体育场屋面结构一直是建筑设计和工程建设的难点之一,因为不仅要保证结构稳定和安全性,更重要的是要满足大面积覆盖和良好的视觉效果。
在国内外各类体育场馆建设中,越来越多的体育场选择了PTFE膜结构。
本文将探讨体育场屋面选择PTFE膜结构的原因。
PTFE膜结构的特点PTFE膜结构是指采用聚四氟乙烯(Teflon)材料制成的膜结构体系,在建筑领域应用非常广泛。
PTFE膜结构具有以下特点:1.质轻:PTFE膜结构的密度为2.1~2.3 g/cm3,比大多数金属轻。
2.抗拉强度高:PTFE膜结构可以提供非常高的抗拉强度,抗风能力强。
3.耐候性好:PTFE膜结构具有优异的耐候性能,可以长期抵抗恶劣的气候环境。
4.透光性好:PTFE膜结构本身是半透明的,可以将阳光透过,在覆盖物下创造出温暖而柔和的氛围。
5.节能环保:采用PTFE膜结构做成的屋面具有良好的隔热性和光透过性,可以有效节约能源并达到环保目的。
PTFE膜结构在体育场馆中的应用随着大型体育场馆的兴建,建筑师和工程师不断探索使用PTFE膜结构实现大面积覆盖的方法。
PTFE膜结构具有极高的可定制性,可以根据建筑的形态和需要,打造出独一无二的覆盖系统。
以下是PTFE膜结构在体育场馆中的应用案例:1. 奥林匹克体育中心(水立方)奥林匹克体育中心,又称水立方,是2008年北京奥运会的游泳场馆。
该体育馆的膜材料选用了PTFE膜结构,可以让光线透过但不让热量透过,让游泳者在室内享受阳光的温暖,同时又不用担心高温。
此外,该馆内的天棚还使用了智能控制系统,可以自动调节温度和湿度,大大提升了场馆的舒适性。
2. 鸟巢鸟巢,是2008年北京奥运会的主场馆。
该体育场馆的屋面采用了PTFE膜结构,增加了建筑的视觉效果。
膜材料不仅赋予了鸟巢舒适的室内环境,还起到了降低温度和节约能源的作用。
3. 美国达拉斯球场美国达拉斯球场是一座美式橄榄球场馆,采用了PTFE膜结构的屋面设计。
你了解膜结构看台吗?膜结构在体育看台中的应用

你了解膜结构看台吗?膜结构在体育看台中的应用膜结构看台是膜结构现在一个很大的应用,膜结构建筑能很好的覆盖整个看台,膜结构的张拉样式使得建筑的空间跨度边大,同时减少建筑的结构,建筑的整体重量减轻,这施工起来就轻松安全。
膜材的表面都有涂层,这是为了防止灰尘雨水的侵蚀,起到保护膜结构提高使用的年限。
膜结构是一种新型材料,具有艺术性,经济性,保温性,自洁性,防火性,吸音性和透光性。
膜结构运用于看台能更好的体现膜结构的这一特性。
看台膜结构比传统看台相比,具有造型优美,空间跨度大,自重轻,使用年限时间长等特点。
膜结构看台造型美观大方,空间跨度大。
更好的体现了膜结构建筑空间跨度的优势,而且施工周期短。
膜结构的特点越来越被受关注,正因为如此越来越多的膜结构设计都采用膜结构建筑来代替传统的混凝土建筑能完善,而且隔音降噪效果极佳,使用寿命也更长。
与传统的体育看台相比,它的大跨度空间,独特的外观和轻松牢固的结构特点让它的优势更为明显。
临朐源全膜结构工程有限公司是一家集膜结构设计开发、加工制造、施工安装、维护于一体的高新技术工程公司, 公司将秉承“技术领先、质量求精、服务至上”的宗旨,全力使客户享受到本公司更多的独特设计、结构新颖、造型优雅的膜结构精品工程。
欢迎各界朋友莅临公司指导参观!膜结构看台因膜材所呈现的柔性外观,创造了一种新的柔性建筑风格而受到瞩目,且高性能膜材具有自重轻,力学性能好等特点,也使大跨度的无柱建筑空间成为可能,因此在特定的条件下(尤其是体育建筑,展览建筑)膜结构是一种能极大丰富建筑外观的理想选择体育场看台采用膜结构设计是历史发展的必然之路。
随着时代的不断前进,城市体育建设的完善,越来越多的膜结构体育场看台将出现在人们的视野当中。
彼时,人们坐在膜结构设计的看台上观看体育赛事定有种说不出的喜悦与舒适。
膜结构体育看台

膜结构体育看台摘要:膜结构体育看台作为现代体育馆和体育场馆中的重要组成部分,已经逐渐成为体育赛事观众席位的首选。
具有良好的采光、自然通风和环保等特点,膜结构体育看台与传统的混凝土或金属结构相比,具有更高的灵活性和可塑性。
本文将从膜结构体育看台的定义、结构特点、优势和应用等方面进行详细介绍。
第一部分:引言膜结构体育看台是指以膜结构为主要框架支撑体育观众席位的建筑结构。
与传统的混凝土或金属结构相比,膜结构体育看台具有更轻、更灵活、更环保的特点,越来越受到体育场馆建设者的青睐。
第二部分:膜结构体育看台的结构特点1.材料选择:膜结构体育看台一般采用聚氯乙烯(PVC)膜或聚四氟乙烯(PTFE)膜作为最常用的材料,具有良好的耐候性、抗拉性和光透性。
2.支撑结构:膜结构体育看台采用薄壁钢结构或钢索结构作为主要的支撑结构,具有较高的强度和刚度,同时保证了整体的稳定性和安全性。
3.灵活性和可塑性:膜结构体育看台的膜材料可以根据需要进行拉伸和变形,使得整体结构更具有变化和创意性。
4.出色的视野和舒适性:膜结构体育看台可以根据观众席位的需求进行设计,使得每个观众都能享受到良好的视野和舒适的观赛环境。
第三部分:膜结构体育看台的优势1.轻负荷和高效率:膜结构体育看台相比传统的混凝土或金属结构更轻,减轻了整体结构的负荷,同时在建造过程中的材料消耗也较少,提高了工程的效率。
2.良好的采光和自然通风:膜结构体育看台的膜材料具有良好的光透性,可以使得观众席位获得充足的自然光,节省能源的同时也提供了舒适的观赛环境。
3.环保和可持续性:膜结构体育看台的材料可以进行回收再利用,减少了对自然资源的消耗,同时施工过程中也减少了大量的二氧化碳排放,具有较好的环保和可持续性。
第四部分:膜结构体育看台的应用1.体育馆:膜结构体育看台在室内体育馆中应用广泛,如篮球馆、排球馆、羽毛球馆等。
其灵活的结构和良好的视野使观众可以更好地观赏比赛,增加了观众的观赛体验。
体育场膜结构深化设计方案

体育场膜结构深化设计方案一、设计背景体育场作为大型公共建筑,其结构设计具有重要的意义。
传统的体育场结构多采用钢结构或混凝土结构,但这些结构存在着重量大、建设周期长、成本高等问题。
而膜结构作为一种新型的轻型结构体系,具有自重轻、施工周期短、造价低等优势,逐渐受到了设计师和投资者的青睐。
二、设计目标本设计方案的主要目标是运用膜结构技术实现体育场的优化布局,提高现有体育设施的利用效率,创造一个独特、舒适、实用的体育场环境。
三、设计内容1.结构形式:采用膜结构作为主要的覆盖结构形式,以降低结构的重量、提高整体的透光性和空间感。
2.膜材料选择:为了满足体育场不同区域的不同要求,采用不同类型的膜材料,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。
其中,PTFE膜具有高耐候性和耐化学品性能,适合于体育场主体结构;PE膜具有良好的透光性能,适合于体育场的顶棚结构。
3.结构支撑:采用钢结构作为膜结构的支撑材料,通过钢结构的强度和刚度来保证膜结构的稳定性。
4.空间布局:设计体育场的布局要符合人流和视线的要求,通过合理的空间规划,使观众能够得到良好的观赛体验。
5.环境舒适性:在体育场的设计中要考虑到环境舒适性的问题,如采用遮阳、断热和通风等设施,以提供一个宜人的观赛环境。
6.施工工艺:采用模块化的设计和施工工艺,既能提高施工速度,又能减少对现场环境的影响。
四、设计创新1.结构材料和技术的创新:采用膜结构作为主要的覆盖结构,结构材料的选择和处理都需要进行创新,以提高结构的稳定性和可靠性。
2.布局规划的创新:通过对场地的分析和研究,优化体育场的布局,使各个功能区域协调统一,提高观赏性和使用效率。
3.环境舒适性的创新:通过合理的遮阳、断热和通风设计,提高观赛环境的舒适性,吸引更多的观众。
五、设计流程1.确定设计目标和需求,进行场地勘察和分析。
2.进行膜结构的设计和选择,确定使用的材料和技术。
3.进行结构的计算和分析,确保结构的稳定性和安全性。
膜结构的应用

膜结构的应用膜结构是一种以膜材为主要构建材料的建筑形式,由于其独特的建筑特性和美学价值,被广泛应用于各种建筑场景中。
以下我们将深入探讨膜结构在各种不同领域的应用。
一、体育设施体育设施是膜结构应用的重要领域之一。
由于膜材具有良好的透光性、强度和耐用性,因此非常适合用于建造大型体育场馆和设施。
例如,许多现代的体育场和游泳池都采用了膜结构屋顶,既能为观众和参赛者提供良好的视野,又能保证场馆的采光和通风。
二、商业设施膜结构在商业设施中的应用也十分广泛。
例如,购物中心、餐厅和咖啡馆常常使用膜结构来创造独特的外观和室内环境。
膜材的灵活性和多样性使得商业设施的外观更加吸引人,同时也能为顾客提供舒适的环境。
三、交通设施膜结构在交通设施中的应用也日益增多。
例如,机场、火车站等大型交通枢纽常常使用膜结构来构建临时或半永久性的候车室、休息区和行李寄存处等设施。
膜材的轻便性和灵活性使得这些设施的建造和拆卸都变得相对容易。
四、环保设施膜结构在环保设施中的应用也具有很大的潜力。
例如,膜材可以用于建造大型垃圾处理设施的屋顶,以减少对周围环境的影响。
此外,膜结构还可以用于建造可回收利用的能源设施,如太阳能发电站等。
五、公共设施膜结构在公共设施中的应用也非常广泛。
例如,膜结构可以用于建造公共图书馆、博物馆、艺术馆等文化设施的屋顶或覆盖物,以提高建筑的视觉效果和文化价值。
此外,膜结构还可以用于建造公共卫生间、公交车站等公共设施,以提高市民的生活质量。
六、景观设计膜结构在景观设计中的应用也越来越受到重视。
膜材的轻盈和透光的特性,使得它可以创造出独特的视觉效果,为景观设计增添了新的元素。
例如,膜结构的遮阳篷、花坛、喷泉等元素都可以融入到景观设计中,提升景观的艺术性和观赏性。
总结来说,膜结构的应用非常广泛,无论是在体育设施、商业设施、交通设施、环保设施、公共设施还是景观设计中都有广泛的应用。
随着科技的发展和人们审美观念的提高,膜结构的应用将会更加广泛和深入。
膜结构体育看台3篇

膜结构体育看台第一篇:膜结构体育看台的特点及优缺点膜结构体育看台是近年来体育场馆建设领域的一种新型建筑结构,其以膜结构为主要构造方式,采用带有伸缩性的薄膜作为主要的围护材料,同时配以钢结构、预应力混凝土等支撑材料,组成一个高强度、轻质、美观、实用的体育观赛区。
相对于传统的钢筋混凝土建筑,膜结构体育看台有着很多显著的优点,但也存在一些不足之处。
本文将从这几个方面分析其特点及优缺点。
一、特点1.轻质化膜结构体育看台主要采用高分子材料制作,因而具有轻质的特点。
与传统的钢筋混凝土建筑相比,它的重量减轻了一半以上,意味着对地基和地下设备的负担也相应减轻,适用性更广。
2.工期短膜结构体育看台的设计和制作采用了3D模型可视化技术,数字化工艺和快速制造技术,将受制于人的手工制作大幅度减少,因此大大缩短了施工时间,优化了工程进度。
3.美观性强作为一种新型建筑结构,膜结构体育看台外观简洁、线条流畅,给人以美观、科技感的视觉印象。
而且,它可以根据不同活动需求进行多种造型、颜色的调整,满足多样化的观赛要求。
4.适应性强膜结构体育看台采用顶部超大面积的弧形薄膜作为主要构造材料,具有出色的伸缩性和可变性。
因此,在不同的气候和场合下,结构材料可以灵活地伸缩、展开或调整形态,以适应不同的观赛人数、场馆大小和气候环境等特殊要求。
二、优缺点优点1.环保节能膜结构体育看台的结构材料是天然或高分子复合材料,制作过程无污染、无二次污染,大量减少了建筑废弃物的产生,符合可持续发展的要求。
此外,其围护材料具有良好的保温、隔热、透光性能,能大幅度降低室内空调制冷的功率消耗,减少能源消耗,达到节能环保的目的。
2.轻钢化膜结构体育看台的钢材用量远远低于传统的钢筋混凝土结构,能够大幅度降低钢材消耗和钢铁工业的炼铁、冶炼等环境污染,有利于保护环境。
而且,由于采用了科技先进的焊接、切割、折弯等工艺,能够在保证强度的同时,减小钢材的截面和厚度,使体积和自重也相应减少。
膜结构方案

膜结构方案1. 简介膜结构是现代建筑中常见的一种轻质薄构造。
其由薄膜材料组成,形成了柔性的曲线表面。
膜结构方案广泛应用于体育场馆、展览馆和会议中心等大型建筑中,因其轻巧、易于安装和创造性的设计而备受青睐。
本文将介绍膜结构方案的优势、常见的膜材料、设计考虑因素以及实施步骤,以帮助读者更好地了解和应用膜结构方案。
2. 优势膜结构方案具有以下几个优势:2.1 轻巧灵活膜结构采用了轻质材料,如聚酯纤维或聚氯乙烯(PVC),因此整体结构非常轻巧。
薄膜材料的灵活性意味着可以创造出各种曲线和形状,使建筑物在视觉上更具吸引力。
2.2 快速安装相比传统的建筑结构,膜结构的安装速度更快。
膜材料可以在工厂预制,然后运送到工地进行安装。
这种快速安装的特点使得工程时间大大缩短,减少了项目成本。
2.3 可持续性膜结构方案可以设计成可持续的建筑形式。
薄膜材料可以通过选用可回收材料和可再利用的构件来实现可持续发展目标。
此外,膜结构还可以与太阳能电池板等可再生能源技术相结合,提高能源效率,减少对传统能源的依赖。
3. 常见的膜材料膜结构方案所采用的膜材料通常有以下几种:3.1 PVC聚氯乙烯(PVC)是一种常见的膜材料,具有较低的成本和良好的可塑性。
PVC膜可以通过热焊接技术实现不同形状的连接,同时还具有防紫外线和耐候性能。
然而,PVC膜的可持续性较差,因为其制造和处理过程中可能会释放有害物质。
3.2 PTFE聚四氟乙烯(PTFE)是一种具有良好耐候性和耐腐蚀性质的膜材料。
它可以在广泛的温度范围内保持稳定性,并且具有较长的使用寿命。
PTFE膜的透光性能较好,可模拟自然光线,使建筑内部更加明亮。
3.3 ETFE聚四氟乙烯乙烯基(ETFE)是另一种常用的膜材料。
与PVC和PTFE相比,ETFE具有较高的透明性,可以实现更好的光线传递效果。
ETFE膜还具有自洁能力和抗化学品性能,使其在使用和维护方面具有优势。
4. 设计考虑因素在进行膜结构方案设计时,需要考虑以下因素:4.1 风力荷载膜结构的设计必须考虑到风力荷载。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浙江建筑,第26卷,第10期,2009年10月ZhejiangConstruction,V01.26,No.10,Oct.2009浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用OntheApplicationofMembraneStructureinDesignofGymnasiumBuilding伍志强WUZhi—qiang(绵阳职业技术学院建筑工程系,四川绵阳621000)摘要:膜结构建筑作为一种将先进的建筑技术和建筑艺术完美结合和高度统一的新型建筑形式,在近几十年得到了迅速的发展。
随着这种新型结构的发展,建筑语{r=和空间形式也更加丰富多样.而更大跨度的屋顶也成为了可能。
在此收集、整理了膜结构的多种型式。
在梳理r膜材料及膜结构建筑的基本发展背景的基础上,初步探讨了膜结构在体育场馆建筑设计中的应用。
关键词:膜材料;膜结构建筑;体育场馆建筑设计中图分类号:TU245文献标识码:B文章编号:1008—3707(2009)i0—0008—041膜材料筹鬈篓喜鬻嚣喜雾:罢茹麓瓷?盖磊萎20世纪50年代,随着化学工业中的高分子材料互作用下,膜布会变得硬脆、破裂而失去结构性能,只的合成与改性技术的不断发展,一种新型而具有独特能用于临时性建筑。
设计者们认识到,需要一种强度个性,被称为“第五代建材”的建筑材料诞生了,它就更高、耐久性更好、不燃、透光和能自洁的建筑织物,是膜材料。
膜材料是用于膜结构中的高强度柔韧性70年代美国制造商开发的玻璃纤维织物即满足如上薄膜(见图I),它是一种耐用、高强度的涂层织物,是要求。
主要的改进是涂覆的面层采用了聚四氟乙烯在用纤维织成的基布上涂敷树脂或橡胶等而制成,具(PI'FE)。
这种材料于1973年首次应用于美国加利有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好的特点。
福尼亚拉维恩学院一个学生中心的屋顶上(见图2)。
经过了近30年的考验,材料还保持着70%一80%的强度,仍然透光并且没有褪色。
拉维恩学院膜结构的使用经验证明,涂覆PTFE面层的玻璃纤维织物不但有足够的强度承受张力,在使朋功能上也具有很好的耐久性,完全可以在永久性建筑中使用。
图1膜材料基本构成膜材料是膜结构工程中最重要的组成部分,作用与钢筋、混凝土、轻质板材是等同的。
自20世纪60年代起,世界上许多国家开始研究膜材料,到现在已经有许多种类,常用的建筑膜材包括:PTFE膜材、PVC膜材、加面层的PVC膜材等。
最初使用的图2拉维恩学院学生中心收稿日期:2009—03—25作者简介:伍志强(1974一)。
男,四川累江人,讲师,从事建筑T程教学工作。
万方数据第10期伍志强:浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用9与此同时,涂覆PVC的聚脂织物在性能上也有很大改进。
制造商在原来的涂层外面再加一面层。
比较成熟的有聚氟乙烯(PVF)和聚偏氟乙烯(PVDF),这种面层不但能保护织物抵抗紫外线,而且大大地改进了自洁性,这样就把聚脂织物的使用年限提高到20年以上,得以在永久性建筑中使用。
2膜结构建筑2.1膜结构建筑的定义与特点膜结构是张力结构体系的一种。
由膜内的空气压力支承膜面,利用钢索或刚性支承结构向膜内施加预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
采用膜结构作为结构体系的建筑就是膜结构建筑。
膜结构建筑的两大特点是空间整体结构和预张力,这也是它优于传统结构体系的原因所在。
空间整体结构使受力更合理、结构更稳定,预张力使膜结构成为几乎纯张拉结构体系,充分发挥材料力学性能。
2.2膜结构在体育场馆建筑设计中的应用膜结构的建筑是有独特外形的,作为一种将先进的建筑技术和建筑艺术完美结合和高度统一的新型建筑形式,在近几十年得到了迅速的发展。
随着这种新型结构的发展,建筑语汇和空间形式也更加丰富多样,更大跨度的屋顶成为可能。
下文对膜结构在体育场馆建筑设计中的应用作分类浅要分析。
2.2.1张拉式膜结构为了迎接1972年的奥运会,1967年进行了一场设计竞赛,Behnisch以其整体概念获胜。
所选基地的南部位于城市北部的郊外,是战争时期破坏物的填埋场,有上百万吨的碎石瓦砾。
利用这些废弃物堆成一些小山,盖在自然岩层上,以形成山地和湖泊的景观,而成为对基地的一种纪念方式。
自始至终这就是最关键的想法,而此作是借助一个沙盘完成的。
慕尼黑竞赛方案是由Behnisch及其伙伴和工程师Heinzlsler设计的。
他们设想了一个有桅杆和索网支撑的连续帐篷,由主体育场上空伸展到其他两个场馆上空,其中一支甚至覆盖到横跨高速路的人口桥上。
它比任何建造过的索网屋顶都大,人们甚至怀疑它是否能够建成。
为了进一步深入方案设计,Leonhardt和Andra被任命为主要的工程师,JorgSchlaich作为方案领导,Freiotto被聘为顾问。
索网屋顶最终修改成形,是一个不同的形状,桅杆的位置进行了修改,但仍忠于Behnisch的原创。
新的技术被采用,工程技术发挥得淋漓尽致,建筑商和丁艺专家配合默契,新1二艺应运而生,比如为了固定索网的大桅杆(见图3、4)。
图3体育场馆鸟瞰图4体育场平面和剖面图2.2.2充气式膜结构充气式膜结构分为气撑式膜结构和气肋式膜结构两种。
气撑式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力(见图5)。
因利用气压来支撑,及钢索作为辅助材料,无需任何梁、柱支撑,气撑式膜结构可得更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行万方数据10浙江建筑2009年第26卷24h送风机运转,在持续运行及机器维护费用上的成本较高。
气肋式膜结构是由充气后具有拱形支撑能力并用膜肋分隔的独立密闭仓构成的屋盖体系(见图6)。
它与气撑式相比的优越性是室内为常压气体环境。
图5日本tokyo穹顶图6日本大阪博览会富士馆2.2.3桁架支撑式膜结构建筑2002年6月1日至6月30日,韩国和日本共同举办2002世界杯足球锦标赛。
两国也分别兴建了多座体育场,其中,韩方9座中有4座采用膜结构屋顶,为济州体育场、汉城体育场、釜山综合体育馆和大邱综合体育场。
这些体育场馆的结构方式除釜山体育场采用索膜顶结构外,大都采用桁架进行支撑,膜材作为覆盖材料。
本文重点对济洲体育场结构设计应用的管状桁架加索膜结构加以浅析。
济州体育场位于韩国济州岛的西归浦市(Seoguipo)。
体育场地上4层,地下2层,拥有42000个座位。
两看台屋顶为空间桁架,屋面为索膜结构,整个屋顶由6根桅杆及钢索牵拉着。
屋顶下方的座位区可满足国际足联的比赛要求。
由于地形的特殊性,比赛场地低于地面并将看台沿周边排列,以减少土方工作量。
建筑物高度由体育场的最佳整体效果来控制(见图7、8)。
图7济州体育场外观③①一前桁架;②一场内端头;③一桅杆④一场外端头;⑤一后桁架;⑥一径向桁架图8济州体育场结构平面图⑥体育场的设计理念源于当地传统渔船“TEU”的形象。
覆盖体育场一侧的半月形屋盖其径向桁架连接着前后桁架,并由桅杆上的钢索牵拉着。
看台结构和尾盖结构是脱开的,以减小所有荷载组合在一起后引起的不可预料的应力。
屋盖结构各构件的作用:(1)前桁架及径向桁架的场内端头用于有效地抵抗风吸力,连接在桅杆上的钢索承担重力荷载和正向风荷载。
(2)后桁架用做约束径向桁架场外端头并传递屋盖荷载至主径向桁架。
(3)带悬臂的径向桁架由圆形钢管组成,它起到了连接前后桁架的作用。
(4)由三种构件组成的桁架,除了支撑屋盖荷万方数据第10期伍志强:浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用载外,还具有控制主径向桁架侧向位移的功能。
(5)位于屋盖内端头的前桁架,用做抵抗风吸力。
(6)桅杆是支撑屋盖结构的主要构件,它由不同直径的变截面钢管构成。
6根高度不等的桅杆(80m/60m/40m)支撑着整个屋盖结构。
(7)拉索及边索固定在桅杆的顶部。
一根拉索(直径82.5mm)支撑着屋盖的前端,两根边索(直径为69.8mm)支撑着屋盖的后端。
用于牵拉桅杆的牵拉索应紧紧同定在桅杆顶部的锚固件上。
牵拉索是用作平衡屋盖结构荷载的。
(8)支撑薄膜的四面体索桁架包括四根底部钢索、四根顶部钢索和拉杆。
四根底部钢索用于控制主桁架侧向位移并起着主结构的作用。
覆盖在径向桁架和连接桁架上的薄膜要求具有适当的曲率。
薄膜曲面通常由两个垂直曲率承担吸力荷载。
2.2.4索膜顶建筑索膜顶建筑的代表是韩国釜山体育场。
该体育场可以容纳7.1万名观众(见图9)。
它最初是为2002年亚运会设计的,为适用于多种比赛,屋盖结构采用了可缩进的三角形拉撑膜顶。
后来由于原设计的屋盖开洞较小,不满足国际足联对场地草坪应具有充分的日照要求。
因此,屋顶结构改用索膜体系,中间椭圆形洞口尺寸为180m×152m,代替原设计直径为120m的洞口。
新的犀盖结构由上、下环形钢索连接在一起。
整个屋盖结构支撑在外圈四周钢筋混凝土斜柱及钢环梁上(见图10)。
图9釜山体育场新屋顶呈圆形,直径为228m。
支撑结构由48根人形斜柱和垂直混凝土柱组成。
屋面面积为20000m2,椭圆开洞长轴为180m,短轴为152m。
屋架高度为13.6m,短向为21.6m。
屋顶钢索与其图lO釜山体育场结构平面图他下部支撑的钢筋混凝土柱相对应,分成48个部分。
钢环梁由宽1400mm、高750—1200mm、钢板厚度为30mm的梯形钢管构成。
环梁座在混凝土柱顶上并与斜钢柱连接。
环梁和柱的连接处采用了14根直径为36mm的预应力合金钢筋,每根施加700kN预应力。
索桁架由环顶索、径向索、垂直索和立柱组成。
洞口周围的内侧布置了两道拉力环。
膜结构由48个单元组成。
每个单元支撑在2个相邻的上层径向索、上层环索及钢环上。
带拉索的钢管拱跨在两个径向索之间。
拱跨度为10.64—13.6m。
特制的铝连接件附在拱的上面,将膜固定,并将膜的上升力传到拱上。
这种连接件也传递侧向力。
3结语相对于砖石结构、混凝土结构、钢结构这些结构,膜结构是一种新型的结构方式,其膜材为高分子聚合物和玻璃纤维等,充分发挥了材料抗拉性能。
不仅在材料力学性能方面与传统的结构方式有本质上的区别,而且在形式上,索膜结构具有自由多变的特点,创造了新的建筑形象。
对膜结构在建筑设计中应用的研究,一定会对建筑美学的研究提供新的支持。
参考文献[1]叶小兵,吴健生.用曲面有限单元建立的膜结构分析理论[J].建筑结构学报,1998.19(5):17—21.[2]Daiichi—kobe.熊本市公园弯顶[J].陈哗译.世界建筑,2000(9):31—33.[3]托德・达朗.巴尔的摩6号码头音乐厅[J].廖扬译.世界建筑.2000(9):52—54.[4]刘卫兵.走向全面的技术思想[J].建筑学报,2001(1):28—29.[5]宋哗皓.城市类型注重生态的建筑设计[J].世界建筑,2001,(4):23—26.万方数据。