大跨度建筑实例的结构充气膜结构简介

建筑2班葛伟涛刘广明大跨度建筑实例的结构分析大跨度建筑简介充气结构概述实例分析123CONTENTS随着科技水平的进步与建筑技术的不断发展，现今建筑物的跨度和规模越来越大，目前，尺度能达到150m以上的超大规模建筑已非个别；并且它们结构形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。大跨度建筑通常是指跨度在

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米以上的建筑，主要用于民用建

筑的影剧院、体育场、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库和其他大跨度厂房中。

大跨度建筑主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、膜结构、薄壳结构等基本空间结构。还包括他们的各种组合与演变。正是这种组合与演变,造就了当今大跨度建筑的纷繁多样的建筑形式以及纷繁的建筑空间。充气结构Chapter充气膜结构在索穹顶体系出现之前，创造了段大跨建筑的辉煌发展史。充气结构简介充气结构，又名"充气膜结构",是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房屋的结构。充气式充气结构结构又可分为气承式膜结构和气胀式膜结构（或叫气肋式膜结构）。气承式膜结构（索膜结构）是通过压力控制系统向建筑物内充气，使室内外保持一定的压力差，使覆盖膜体受到上浮力，并产生一定的预张应力，以保证体系的刚度。气胀式膜结构是向单个膜构件内充气，使其保持足够的内压，多个膜构件进行组合可形成一定形状的一个整体受力体系。充气结构发展充气结构于20世纪40年代开始应用，可作为体育场、展览厅、仓库、战地医院等。特别适宜于轻便流动的临时性建筑和半永久性建筑。充气结构具有重量轻、跨度大、构造简单、施工方便、建筑造型灵活等优点；其缺点是隔热性、防火性较差，且有漏气问题需要持续供气。材料薄膜材料主要有玻璃纤维布、塑料薄膜、金属编织物等，其中用得最多的是玻璃纤维布，其表面可涂聚四氟乙烯等类涂料，以增加耐久性和防火性。薄膜材料的接缝可采用熔接、粘接和缝合等三种形式。充气结构建筑的空间造型设计中，可以充分利用符合力学原理的建筑造型来增强建筑艺术表现力。这就是通过结构件变形来表现出的整体结构形式，完全不需要任何媒介而呈现空间造型，简洁、流畅、自然。充气结构就是这样造型别致、变化无穷的结构形式。一片只能承受拉力的柔性薄膜在受到有压差的气体作用时，呈现出充气的形状，它朝着气体密度低的方向变形，直到位移和形状趋于稳定。充气加压后的薄膜能够承受一定的外力，根据这一基本原理，可利用薄膜和受约束的气体共同构成的一种充气结构体。充气结构是通过压差保持稳定的结构类型，对所采用的充气结构的稳定性或承重构件作出正确的分析，就必须对其造型规律进行基本的研究。广岛巨浪馆充气眉结构结构佛类型充气完结构体主要蛋有气闹承式扮和气初囊式郑两种糟结构取形式唇：①气耀承式砖结构暗是直肿接用僻单层摩薄膜惜作为耗屋面六和外行墙，孤将周勒边锚吴固在味圈梁桑或地梨梁上骆，充明气后川形成城圆筒萄状、颤球状裁或其暖他形丸状的吧建筑耳物。衫室内蔑气压扛为室享外气体压的岸1.点00坑1～港1.叛00唉3倍贩。人息和物迟通过像气锁毛出入缓口进德出。惨为减撕小薄创膜拉抬力、霜增大灿结构举跨度鞭，气踪蝶承式坚结构工薄膜掘上面工可设侨置钢甜索网窝。②气矿囊式唤结构旬是将给空气搏充入裤由薄召膜制渡成的百气囊酷，形圆成柱夺、梁胞、拱劲、板悄、壳桐等基辈本构色件，径再将终这些圣构件呈连接酱组合盒而成送的建万筑物仰。气意囊中俩的气颂压为扣室外椒气压西的2晒～7麦倍，丈故是益一种暗高压军体系需。充气彼结构造型割分类在造筝型设挨计过捷程中狡，为速了产油生复渡杂多逮样的禁空间辜造型惹，必邪须关椅注不咏同造瓜型之帮间的有边界统形状宅即其脆连接肃部分典的曲永面拟蝇合。爆造型呢表面盗必须占满足旁一些抛基本勒条件塑：封讲闭，敢有向免，有知界和馆连接仆。只扑有封混闭表长面才臭能保晕证平孕面立戒体的摩拓扑狡关系愉成立梁。而福且造议型还妈要满惜足一曲定的梁结构树刚性临，以弹满足弯承受严一定剥外荷绩载的边要求阅。充气鱼结构及根据知不同吃的分妖类依济据有句多种棕划分窝。根怎据大孔气层永中使承用空敲间的什主要咸结构改效用谢可分匠为单弦层充肃气结致构和台双层残充气显结构迅。单哑层膜巷的空介间只熄有一里层薄宴膜围粱成，侵支承涝介质趴必须广是空颂气；过双层慨膜的项两层筋受力躲薄膜怕总是镇向相爷反方法向弯喷曲，首中间妇可以世用其背他气传体或迫高压除空气敞，室新内无滤超压陶，虽奶然跨刊度能拳力有剪所限慎制，串但保废持了弄快速裳折装忘、便艳于运甚输（弱体积笼小、启质量擦轻）罢、可啦反复雀使用剑和抗附灾性硬好，难光环裳境宜谣人等雾特点揉。同逃时保首温隔鞋热，蒜在建荷筑形奶式上霉灵活女多样惹。充气薪结构造型盈分类根据乳被约辉束气窃体压氏力的志大小北：可示以分致为低剩压充闭气结薄构和坊高压伟充气棍结构扩。它绪们在虹内压增、结钱构功肤能、困支承楼类型易等方壶面都坡有所踢不同奥。低糖压充彼气结晃构内粥压为表10私0~胳10桌00毁N/秀m2蜻，而业高压蒙充气阁结构短内压酸高达央10桥00柱0~亡70疯00吼0脏N/搭m2畏。通夺常单乒气膜寻是低庭压的型，而膛双气偏膜可返以是秃高压史，也抢可是扰低压枝。高烫压体僻系的叛充气守结构医一般食都是姨由管睡状构混件组蒙成，挂在一熊个方岛向上镰为弧碗形曲熊率，张而在猪另一梁个方湖向曲版率很充小，主或为型零。叶管状草构件快还可欢以承剩受垂贿直膜政面作套用外累力，惜如同算梁、重拱的钥作用英，其弓在承场受较址大的哭外力鱼时只初有通谜过较损高的血内压融平衡填。但顶是高震压体尚系会览发生征膜内稼气体界渗透楼现象仗。充气散结构造型惩分类根据拴被约果束气充体的路压力度性质衔，又五可以凳把充悔气结婆构分议为负续压体赵系和绒正压着体系讨。简享单区建分就句是膜匙内气刮压若鹿低于孔大气野压则议为负侧压体霸系，扬反之朋，则真为正穷压体惜系。勉负压村体系馆空间圈造型蕉的外蛾廓线论为凹次曲面两形，焰凹曲凑面造道型充息气结壁构属能于低挽压体号系，择原因殿是膜猎材的咳应力僚一般岗都不晚大，诉而极星小的揭压差吓会在船膜面滤引起垒足够归的膜栋面应固力，针容易技获得馋要求区的凹伟曲面弯造型苏。但蔑凹曲临面造洋型会丈引起芬积雪只和积场水等桶可能弦造成斤的问办题，娘并因骆风荷谷载可晋能会辨引起支形状房诚不稳胃定。永而正仓压体枯系空杯间造饮型的浮外廓的线为余凸曲猫面形轻，其情结构斗内部负气压饰应高鬼于周蚕围结咸构外笼部的堂大气术压。备凸曲拳面造挥型充局气结摊构既俗有低炊压体痰系，仔又有展高压杜体系喝。因乘而凸继曲面沾造型闯充气研结构夸膜材低的应非力变缓化较傅大，享在凸村曲面陪充气赢结构签造型判设计予时首雪先要老确定佛是低抵压体转系还叫是高砌压体晃系，伟以确界定选斯用的针膜材响。充气剧结构边界芒条件充气篇结构弄中不也论任跨何形构式的脑造型勿分类倦，根途据膜投面边丝式界条协件的肺受力崭特性亏分为丽无附咏加支伏承约珍束、行有附群加支雪承约睡束两撞种情然况。屿无附尘加支佳承约轧束是震指充滩气膜烫面仅蜻仅依援靠内汗部气迟压作兴用而暑张紧海受力副，不杀需要扬依靠愧有附期加支川承约宽束来揭张紧眨膜面纯。有高附加岁支承笼约束衫又具半体分章为附位加点茎支承世、附匀加线字支承怎和复验合支诱承。剧有附表加支威承约形束是秤指充首气膜雪面不勿仅依珠靠内很部气竟压作籍用而棋使膜蒸面张犯紧受漏力，会而且征需要冤依靠刊有附垮加支铸承约守束来盯张紧御膜面见。因颗而有颜附加寺支承渐约束耍充气违结构缸可以恐适用合于更研大跨诵度、南更大伐空间骡的要钳求，哥因而桥使空找间造理型更宁加多霉样，闹更加医变化机。充气描结构边界动条件有附涛加支刃承约炕束通舟过调拥整膜食面的道曲率索半径伪降低让膜面捐应力百，也吸为了点减少渡正压询结构摊的体锹积或壤撑张露负压什结构恼，以砖利于先在建切筑中罚应用捐，设妄计出卵形形泛色色沾的结殊构形碌式和破建筑浓造型苦。分屡为三彼种承慨接方弹式。（1陕）附援加点致支承吨此类下支承腊可分服为柔葱性和芦刚性疮两类际。洁点支释承是或采用搂刚性河圆盘誉、刚恰性球毁面；惭或是卸用柔绢性绳环环、径高压韵充气馅球等胶构件惨对膜马面进嘴行牵榨拉或贸撑顶写。通盲常柔盆性支廊承比赞刚性更支承史更好学地与捐膜面行协同形工作鸽，并振有效距避免闲应力躺的集芒中。像但支嚷承点旷构造获复杂泡，材谈料费深用昂咸贵。扮且容叔易应犹力集迅中，席导致绩膜面我破裂晃。（2烟）附筹加线脾支承轻膜面命的附哪加线炎支承旺也可衔分为赢柔性菊和刚箩性两援大类娘。柔性你线支拣承通辱常是岸用索拔来实击现的浪，包绕括金纽奉属线吊、纤裕维线余、链民条和非绳等春。索趴广泛孝应用蜂于膜民面的清支承额中，星起结飘构支悉撑的瓣作用邀，有轻些对颈膜面袭起稳柳定的程作用仓。在优点支毁承中初经常窜布置竖沿支稼承点映放射胃的索钢，即初点索理支承忘来满摘足造光型与返受力障需要赏。梁度、拱财等则田是刚迹性的译线支未承。惑平直贩的梁榆多用钓于双画气膜监和建新筑物墓其它鼓部位杯相连量接时议的情声况；订而利逐于均巾布受私压的河拱则桨多用每于支娘承负晴压体恳系的剩外膜摸或正圈压体绒系的熟内膜并。（3德）复比合支苗承嫂可逝以利绳用超榴压的工气体咬或膜掌面为金充气窜膜的比膜面历提供刻线、球面支统承。将单芦层膜配、双迹层膜宰的使貌用空腐间充罚入一挺定的捕气压滥，使半用空戴间的绢气压津可以将高于涨、低灯于也拒可以泽等于俊气囊够内的办气压根。采乘用附谊加点肯支承扩和附蜡加线陆支承司的复小合支纳承，世不仅健有效余地提苍高了娘充气脸结构健的承捎载能己力，纹而且会极大腾地提再高了迫安全干性能望一一盯无论唤是外耽膜还终是内景膜受睡到严旗重意爷外破才坏并殿退出镰工作荷，整程个结绘构仍至可以要继续新工作辉而不暮坍落心。实例英分析1.捐中央灾党校催气膜注网球郑馆-初中国跨第一尚个自删然采白光的乘气膜应网馆尺寸将：长沿10夫9米乎*用宽3道8米舰*高裕12冤.5川米面积就：4秆14精2平粗方米该项煮目６警片网毁球场忌采用械二次怨反光朱照明计系统南，运纷动时般完全窜看不赔到光度源，惧环境疑舒适无不会吸晃眼刚,气瘦膜顶揭部搭返配使砍用透探光膜汁(光协率2评5%蜂)，费达到绕日间轨充分公利用笨自然蛾光的郊效果覆。实例法分析2.堆深圳总东部饺华侨劝城大砌侠谷微儿童砖乐园馆项目敲——司世界前第一宴个七维彩气骂膜室筹内游减乐园项目扑特点砌：直杜径5词4米含，高踏15贩米跟面积卧：2着28沸9平疯方米外膜威采用透七彩肠膜，时是世谁界第啄一个轰七彩强圆形惯气膜锻建筑友，优搜美的呜外观责充分名体现形了膜钳材颜妄色的素多样档。安汇全智交能的鞠送风饶系统告，既验能保悔持场誓内空踏气新黎鲜又鸣可以开防止孟热能冒的损蛾耗，共为游贞人提库供舒蹄适的得游乐盯环境各。高龟跨比否，大冤空间倡无梁死柱，乎自重迫轻这扔些都够是传脖统建使筑所典无可际比拟间的气胸膜建逮筑系螺统可糠达到欠抵御绍67躲米/雅秒的顽台风川和2软50欺kg珍/m勿2的扒积雪苦，保麦证建裕筑的厕安全膜性，嫌空调梁能耗裤仅为饿传统突建筑蚕的1浓/1愈0—极1/狼4，烛总体功节能旬75柴%以便上。实例矿分析3.尝南京鹅南湖维俱乐捆部羽轧毛球冻馆—稍—中粒国首凳个气狂膜球值馆该项研目利缎用气倘膜建惰筑的咬轻质钉高强恢度，兵项目门跨度星为2涨7米馅，长雨44朽米，削原有优女儿怪墙体帖高1券.4宇米，担气膜练从墙筛上起秧拱，虹高1愈1.虑6米耐,主找要受阵力为念上扬袋力等唯特质愉，在齿原有腰的老招式建终筑顶灰楼加劈燕盖出脊一层辣建筑满。础原建汇筑为投老式蓝四层唱楼房脊，利闪用气观膜建刃筑在南楼顶冰设计扛出一切个新水型的口羽毛罗球馆原，经润过核灭算，今气膜傅建筑仔的建漆设和开使用侵完全联在原恭有建曾筑的澡基础芬承受练范围陡之内受，不洁会影报响到独原建伸筑的比安全舅和受馋力。实例思分析4.唐深圳验大生著网羽缩慧馆面积虽:绍30四54鸦平方皆米苗(8删1X粗37绿.8踏X1陶3.蜻2米令)减照慌明方献式:扰吊徒式照引明&邪立柱辜式羽毛温球场道：1娘2片膨网球招场:景2坛片该项严目采局用柱盲式和敞吊式鼓两种脆照明漫提供震