張拉膜加工廠的結(jié)構(gòu)選型形式分類很多,木文以開敞膜結(jié)構(gòu)和封閉膜結(jié)構(gòu)兩類來閘述。就設(shè)計安全而言,一是通過加強構(gòu)件使之足夠年固,以抵抗變形。但是由于材料性能的限制,對膜結(jié)構(gòu)建筑并不太合適;二是利用構(gòu)造措施,允許膜面及相連構(gòu)造有適度的變形,把荷載分散并釋放。
(1)開敞膜結(jié)構(gòu)
對于開敞膜結(jié)構(gòu),造型不宜作成 “風兜”形狀,應(yīng)考慮可以使空氣流不順物的龍式;除廠考慮風壓力外,還應(yīng)該考慮風吸力(風由下部吹來)。必要的時候可增加谷索,并以膜面向上飄時的狀態(tài)為臨界狀態(tài)。
(2)封閉的膜結(jié)松
①盡量選取流線型,減少空氣流動阻力;盡可能增大所有的膜面與地面的夾角,以有利于兩水的排出;膜結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)有足夠的坡度以妥善解決排水和積雪問題,以免引發(fā)重大工程事故。通常,膜面的坡度應(yīng)不低于 1:10。
②避免膜面與支撐結(jié)構(gòu)的剛性連接,用柔性構(gòu)造層來連接膜面與結(jié)構(gòu)層。
如三亞美麗之冠的膜屋面構(gòu)造。該會展中心平面類似橢圓形,長軸直徑106m,短軸直徑 921,建筑總高度 37.20m,屋面為封閉的骨架式素膜結(jié)構(gòu),屋面的
素膜可分為三部分,即31m 以上的冠頂膜結(jié)構(gòu)(剛性膜邊界),31m 以下的懸索膜結(jié)構(gòu)以及起內(nèi)外空間分割作用的懸垂膜。
其 31m 以下的懸素膜結(jié)構(gòu)由上層膜和下層膜兩部分組成,采用 PTFE1302T2膜材。
上層膜采用素支承結(jié)構(gòu),脊素與主鋼桁架兩端固定,中間通過人字形支桿輔助連接,這樣膜屋面與鋼結(jié)構(gòu)之間就有了一層柔性鋪作層。上層膜懸空于鋼結(jié)構(gòu)之上,把膜結(jié)構(gòu)的傳力由柔一剛變成由柔(膜)一次柔(素)一剛(支撐結(jié)構(gòu))的路徑。這種結(jié)構(gòu)方式的選擇,不僅充分體現(xiàn)了膜結(jié)構(gòu)的輕盈造型和膜的柔性飄逸,同時可以簡化對于支撐
結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
這些問題是通過中間的柔性構(gòu)造層- 懸索進行有效解決的,因此結(jié)構(gòu)形式的選擇往往決定膜結(jié)構(gòu)建筑以后的使用可能。
綜上所述,建筑師在進行膜結(jié)構(gòu)概念設(shè)計時,尤其是建設(shè)在可能出現(xiàn)惡劣天氣的地
域,應(yīng)該通過采取適當?shù)拇胧?,通過對當?shù)鼐唧w的自然環(huán)境氣候進行分析,形成對合理結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和材料的選擇,來避免膜結(jié)構(gòu)建筑在強風暴雨等惡劣天氣下所產(chǎn)生的缺陷,同時為下一步與結(jié)構(gòu)工程師的配合設(shè)計工作(如找形、結(jié)構(gòu)構(gòu)件選擇等)提供良好的開端。