充气式膜结构(Pneumatic Structure)充气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,因利用气压来支 撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。现今,城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中,在我们的城市中充当着不可或缺的角色:初始态分析确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面,并能够抵抗各种可能的荷载工况;这是一个反复修正的过程。荷载态分析张拉膜结构自身重量很轻,仅为钢结构的1/5,混凝土结构的1/40;因此膜结构对力有良好的适应性,而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。
武汉万达源膜结构工程有限公司是一家集膜结构设计研发、加工制造、施工安装于一体的高新技术工程企业。系统引进国外***膜结构建筑技术,对膜结构工程整体设计、规划、理论分析、钢结构分析建造等等,是国内规模庞大的膜结构工程公司,年产膜结构成品50万平方。
1,找形(Form-finding)或更进一步叫“形态理论”;2,考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应;3,结构在风荷载作用下的动力稳定性;4,裁剪优化;5,膜与索及支承结构间的相互作用。膜结构是建筑结构中发展起来的一种形式,它以性能优良的织物为材料,或是向膜内充气,由空气压力支撑膜面,或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案。成为化纤纺织品应用的一个重要领域。在中国建筑 结构中也有长足的进展。大阪万国博览会中的美国馆采用了气承式空气 膜结构。这个拟椭圆形、轴线尺寸为 140m×83.5m的展览馆是世界上个大跨度的 膜结构,而且是采用了聚(PVC)涂层的玻璃纤维织物。作为一种真正的现代工程结构,大阪万国博览会的展览馆标志着 膜结构时代的开始。自此以后, 膜结构在世界范围内得到了迅猛的发展。
膜结构基础工程造价控制的关键及解决办法
1.通过对施工方案的审查,强化施工前控制。施工方案是指导膜结构施工过程的重要文件,也是影响工程造价的重要文件。因此,在施工单位编制了施工方案后,甲方和监理应该在充分了解施工现场的前提下,认真审核施工方案的可行性、经济性,并尽可能对施工方案进行优化。此阶段,造价人员应及时介入,通过对各种施工方案进行造价评估,为施工方案的选择提供参考意见。对基础工程施工方案的审核,重要的是挖方式的选择(人工、机械)、运输方式的选择、运距的确定等。
2.加强施工现场管理,对施工过程形成文字记录,作为将来结算的依据。基础工程为隐蔽工程,做好分部分项工程验收记录非常重要,特别是设计变更和工程联系单,应以书面形式对变更内容是否实施、如何实施加以确认。现场工程管理人员应强化责任心,工程造价人员应深入现场,及时掌握施工现场的实际情况。实际施工方法与施工方案不符时,应及时进行文字记录,以利将来查询。设计变更和工程联系单发出后,应及时跟踪了解其实施情况,并就实施过程、实施结果形成文字记录。总之,只有对基础工程的施工全过程形成完整的、详细的书面文字记录,结算时才能避免出现各类***。
膜结构作为一种新型的空间张拉体系,它有着不同于其他传统结构体系的特点。自然状态下的膜材抗压、抗弯、抗剪能力都很弱,这使得自然状态下的膜结构不具有确定的形状和承受荷载的能力,只有对膜材施加一定的预应力状后才能形成固定空间曲面形状,并使结构形成了一定的刚度和稳定性。
??由于膜结构自身的结构特点,使得索膜结构与其它结构体系相比,有着自己分析和设计方法。膜结构的分析过程可分为以下几个方面:
??1、膜结构的形态分析。
??所谓形态分析就是寻求满足建筑功能要求的理想几何形状和合理的初始应力状态的分析过程。理想的几何形状就是膜结构的“形”,合理的初始应力状态就是对应于理想结构形状的“态”,这个过程是一个复杂的力学平衡问题,现在已经有很多学者在致力于这方面的研究,并取得了一定的科研成果。目前常用的方法有动力松弛法,力密度法,非线性有限元法。
??2、膜结构的静力分析。
??膜结构在静力分析中的荷载主要是雪荷、风荷和膜材自重,在荷载的作用下结构容易出现褶皱。褶皱的出现会对结构的美观和受力性能造成影响,并且在褶皱的低洼处还有可能累积雨雪、甚至会造成膜材的局部***,进而影响结构的正常工作。因此更多的了解褶皱的特性,使得在实际工程中尽可能的避免褶皱的出现是一项很有意义的工作。
??3、膜结构的动力分析。
??膜结构的动力分析主要是考虑在风荷载作用下结构的动力响应。膜结构作为一种柔性结构对风荷载的响应十分明显,并会出现十分复杂的非线性振动。目前国内外在这方面的研究也处于探索阶段。
??4、膜结构的裁剪分析。
??形态分析膜结构一般为不可展分段光滑连续的曲面,在实际的工程中需要对平面膜材进行裁剪拼接。裁剪分析的结果会直接影响到实际工程中的结构形式和理论分析结果的近似程度和荷载分析的准确性。
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