膜结构清单号及实例展示

发表于2005-07-27 3402人浏览 6人跟帖总热度:10

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lucien

标签：膜结构工程量清单工程量效果图环境设计

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lucien

发表于2005-07-27 | 只看该作者

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　　膜结构中的膜材是一种具有高强度、柔韧性好的薄膜材料；是由织物基材（玻璃纤维、聚酯长丝）和涂层（PTEE、硅酮、PVC）复合而成的涂层织物。具有轻质、柔韧、厚度小、重量轻、透光性好；对自然光有反射、吸收和透射能力；它不燃、难燃或阻燃；具有耐久、防火、气密良好等特性；表面景氟素处理（涂覆PVF或PVDF）的膜材、自身不发粘、有很好的自洁性能常用的膜材大多是国外进口的，性能比国产的好得多，价格也较国产的高些，常用的有法拉力、米乐、杜肯、MS等。可以做颜色，但有颜色的膜材性能很差，所以用得较少。
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常用建筑膜材包括:
(1) PTFE膜材：由聚四氟乙烯（PTFE）涂层和玻璃纤维基层复合而成。PTFE膜材品质卓越，价格也较高。
(2) PVC膜材：由聚氯乙烯（PVC）涂层和聚酯纤维基层复合而成，应用广泛，价格适中。
(3) 加面层的PVC膜材：在PVC膜材表面涂覆聚偏氟乙烯或聚氟乙烯，性能优于纯 PVC膜材，价格相应略高于纯PVC膜材。

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lucien

发表于2005-07-27 | 只看该作者

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膜结构的发展史
　
　　1917年有一位名为兰彻斯特的美国人建议利用新发明的电力鼓风机将膜布吹胀，作野战医院。像许多专利申请案一样，这只是一种构思，而没有真正成为使用的产品。1946年，有一位名为华特・贝尔德的人为美国军方做了一个直径 15m圆形充气的雷达罩，可以保护雷达不受气候侵袭，又可让电波无阻的通过，从而使相隔了19年的专利付诸实用。由此而衍生出了一个新的工业产业，在1956年以后美国一共建立了约50多家的膜结构公司，制造各种膜产品，用做体育设施、展览场、设备仓库、轻工业厂房等，不一而足。但多因设计不周全，或制作粗糙，或是业主维护不当，以致造成许多不幸事件，大多数的工厂亦因之倒闭。1960年间，德国斯图加特大学的弗赖・奥托先生，先后于1962和1965年发表了研究膜结构的成果，并同帐篷制造厂商合作，做了一些帐篷式膜结构和钢索结构，其中最受人注目的是1967年在蒙特利尔博览会的西德馆，其在欧洲，尤其是德国，可以说是开了膜结构构商业化的先河。1968年，美国纽约的建筑师布罗迪和哥伦比亚的大卫•盖格教授合力争取到了日本大阪世界博览会美国馆的设计权。原先的经费2500万美元，被一再消减到250万美元，此设计组承受了无比的挑战，在穷则变，变则通的情况下，将基地挖一大坑，将废土堆在四周，筑成围墙，其上浇注一混凝土压力环，将钢索网固定在环上，再将膜布固定在钢索网上，加以充气，就做成了9290m2的展览馆，从而开启了气撑式膜结构的新页。1968年到1987年之间，有 8座室内运动馆是以此方法设计建造的。
　　在大阪世博会，盖格公司成功地向世人推出气撑式膜结构的新设计技术，而受到建筑工程界一致认可后，又面临所使用的膜材料问题。这种膜材只有7年― 8年的寿命，在太阳紫外线及风、雨的交互作用下，膜布会变得硬脆、破裂，而失去结构性能。只有使用好的膜布材料，才能使这种大跨距的屋顶，成为永久性的建筑。正在此时，美国福特基金会下属的教育设施实验室给盖格公司一笔资金，用来开发此种永久性的建筑膜。在盖格公司领导下，同美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德建筑公司、化纤织布公，五家共同开发永久性的结构膜。产品很顺利地就制成了，化纤公司将康宁公司提供的玻璃纤维，先集成线再织成布纱，经过矽胶浸泡，先制成水密坯布，再多次快速放入特氟隆溶液中，使坯布两面皆有均匀的特氟隆涂层，永久性的PTFE膜正式诞生。经过加速气候实验，其物理稳定性确定后，盖格公司又设计各种结构配件及确定设计程序，以建造不同性质的膜结构。堪萨斯城的建筑师约翰•西弗率先使用此产品，在加州的拉•弗恩建了一座学生活动中心，另外，几平同时即1973年在圣太•克罗拉的加州分校办建了一座气撑游泳馆（活动屋顶）及学生活动中心，从此永久性膜结构便正式在美国风行。
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lucien

发表于2005-07-27 | 只看该作者

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　　　　　　　　　　【韩国世界杯体育场】
韩国做为国际足联2002年世界杯举办国之一，分别在韩国的十座城市新建了10座高标准体育场，我们将选取其中最有代表性的几座体育场，对其结构设计进行简单的介绍。
一、济州体育场
建筑面积：25000平米
座位数：42334座
结构体系：管状桁架+索+膜（PTFE）
　　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。西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。建筑物高度是由体育场的最佳整体效果来控制的。
　　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。看台结构和屋盖结构是脱开的，以减小所有荷载组合在一起后引起的不可预料的应力.
（一）、屋盖结构构件的作用
　ａ.　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。
　ｂ.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。
　ｃ.带悬臂的径向桁架由圆形钢管组成，它起到了连接前后，后桁架的作用。
　d.由三种构件组成的桁架，除了支撑屋盖荷载外，还具有控制主桁架侧向位移的功能。
　ｅ.位于屋盖内端头的前桁架，用做抵抗风吸力。
　f.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。
　ｇ.拉索及边索固定在桅杆的顶部。一根拉索（直径82.5）支撑着屋盖的前端，而后端两根边索（直径为69.8）支撑着屋盖的后端。用于牵拉桅杆的牵拉索应紧紧固定在锚固件上。牵拉索是用做平衡屋盖结构荷载的。
　h.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。
　i.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。薄膜曲面通常具有两个垂直曲率用于承担反方向的荷载。
（二）屋盖结构的分析及设计
　　体育场屋面的索膜设计采用了MCM程序。索膜是按每个单元单独分析的，每一个单元约束在径向桁架和前、后桁架上。每一个单元包括膜、悬空压杆、吊索、脊索和谷索。索膜的计算模型的边界条件按固定考虑。
　　通过风洞实验，正风压系数的最大值和平均值分别为2.74和0.88而负风压系数的最大值和平均值分别是-5.74和-1.82。室外装饰物设计的风荷载，正风压为3.18kPa,负风压为-6.35kPa。结构构件设计的风荷载，向下方向为1.02kPa,向上方向为-2.11kPa。风环境评估实验表明当Ｇ.Ｆ值设定为2.0时，体育场内达到了办公楼的标准.
二、釜山体育场钢索膜屋盖
建筑面积：94045平米
座位数：63930座
结构体系：管状桁架＋斜拉索＋膜（PTFE)
　　韩国釜山的体育场可以容纳７.1万名观众的体育场。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穹顶。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。新的屋盖结构，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压力环梁上。
　　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２0000平米，椭圆开洞长轴为180ｍ，短轴为152ｍ。屋架高度为13.6ｍ，短向为21.6m。屋顶钢索与其他下部的支撑钢筋混凝土柱相对应，分成48个部分。
　　（一）索桁架结构钢压力环梁又宽为1400mm、高为1200―750mm的钢板厚度为30mm的梯形钢管构成。压力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二道拉力环。
　　（二）膜结构膜结构又48个单元组成。每个单元支撑在2个相邻的上层径向和索以及上层环索及钢压力环上。带拉索的钢管拱跨在两个径向索之间。拱跨度为10.64m―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。
三、汉城体育场
这座体育场设计方案的宗旨，是通过用现代化科技手段展现韩国5000年的传统历史文化特点，同时新体育场在场馆设施的建设要达到世界级的水平。设计目标是通过世界足球比赛创世界体育建筑历史的新记录。
占地面积：154380平米
基底面积：54748.34平米总建筑面积：126867.09平米规模：地上6层，地下1层
座位数：62686座
结构体系：索穹顶+（PTFE）

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