鋼膜結(jié)構(gòu)是一種古老又新穎的結(jié)構(gòu)形式,作為一種古老傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,它在古代就得到廣泛的應(yīng)用;作為一種新穎的結(jié)構(gòu),它體現(xiàn)了各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。可以說,鋼膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計和建造綜合反映了一個更好的的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)、材料科學(xué)、建筑設(shè)計施工等諸方面的水平。
鋼膜結(jié)構(gòu)很容易設(shè)計,但很不容易設(shè)計好。由于膜結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度,具有很高的結(jié)構(gòu)效率,尤其適合于大跨度的空間結(jié)構(gòu),它還以其優(yōu)美的體形經(jīng)常出現(xiàn)于中小跨度的建筑乃至建筑小品中,因此建筑師、結(jié)構(gòu)師對于鋼膜結(jié)構(gòu)的青睞經(jīng)久不衰。
鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(除疲勞計算外)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法,用分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行計算。承重鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計。
1、承載能力極限狀態(tài):
當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到更大承載力、疲勞破壞或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)時,該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件即達(dá)到承載能力極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài):
(1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部份作為剛體失去平衡(如滑移或傾覆等);
(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因其應(yīng)力超過材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞),或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;
(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系而喪失承載能力;
?。?)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件因達(dá)到臨界荷載而喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。
2、正常使用極限狀態(tài):
當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用的某項規(guī)定限值的狀態(tài)時,該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件即達(dá)到正常使用極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài):
?。?)影響正常使用或外觀的變形;
(2)影響正常使用的局部損壞;
?。?)影響正常使用的振動;
?。?)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。
設(shè)計結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時通常按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計以保證安全,再按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核以保證適用性。
1、防火性能好: 如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高溫性能,達(dá)到法國、德國、美國、日本等多國標(biāo)準(zhǔn)。
2、建筑形體塑造自由: 多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化,新穎美觀,同時體現(xiàn)結(jié)構(gòu)之美。且色彩豐富,可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。
3、施工周期短: 更短的施工周期意味著更低的工程費(fèi)用。膜工程中所有加工和制作依設(shè)計均可在工廠內(nèi)完成,現(xiàn)場只進(jìn)行安裝作業(yè)。相比較傳統(tǒng)建筑的施工周期,它幾乎要快一倍。
4、建筑空間的跨度大: 由于自重輕,索膜建筑可以不需要內(nèi)部支撐而大跨度的覆蓋空間,這使得人們可以更靈活、更有創(chuàng)意的設(shè)計及運(yùn)用更大跨度的建筑空間。
5、能源損耗低: 膜材料有較高的光反射性及較低的光吸收性,并且熱傳導(dǎo)較低,這極大程度上阻止太陽熱能進(jìn)入室內(nèi)。另外,膜材的半透明性保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦瓷涔庹彰魇覂?nèi)。
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