膜结构工程实例
2008年竣工的北京奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材,是目前国内很大的ETFE膜材结构建筑,膜材采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构,外层用ETFE防雨雪防紫外线,内层用PTFE达到保温、防结露、隔音和光效的目的。膜结构通过变形来适应外荷载,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。“水立方”采用双层
景观膜结构公司
膜结构工程实例
2008年竣工的北京奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材,是目前国内很大的ETFE膜材结构建筑,膜材采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构,外层用ETFE防雨雪防紫外线,内层用PTFE达到保温、防结露、隔音和光效的目的。膜结构通过变形来适应外荷载,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。“水立方”采用双层ETFE充气膜结构,共1437块气枕,每一块都好像一个“水泡泡”,气枕可以通过控制充气量的多少,对遮光度和透光性进行调节,有效地利用自然光,节省能源,并且具有良好的保温隔热、消除回声,为运动员和观众提供温馨,安逸的环境。
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膜结构设计步骤
(2)脉动风压系数的确定
膜结构在荷载作用下的位移较大,结构位形的变化会对其周围风场产生影响,所以膜结构的风动力响应过程是流固耦合过程。这种动力过程的风洞试验必须采用气动弹性模型,因此实现起来技术难度较大。然而,目前膜结构在我国尚处于小范围的试验阶段,但随着我国经济实力的增强,新工艺、新材料、新设备的出现,膜结构建筑将成为我国21世纪空间结构的发展主流。近年来发展的“数值风洞”技术受到越来越多的重视。这种技术简单的说就是将计算流体力学(CFD)和计算结构力学(CSD)技术结合起来,用计算流体力学来模拟结构周围的风场,用计算结构力学来模拟膜结构,再借助某些参数的传递来实现两者之间的耦合作用,不过,该方法还处试验阶段。

(4)空气动力失稳
膜结构是风敏感结构,存在空气动力失稳(AerodynamicInstability)的问题。从本质上看,结构空气i弹失稳是由于结构在振动过程中从与气流的振型耦合中吸收能量,当吸收能量大于耗散能量时,就会产生能量累积,当这种能量累积达到某一阀值(临界风速)后,结构就会从一种低能量(稳定)的振动形式跃迁到另一种高能量(不稳定)的振动形式上去。膜结构的替换在膜结构的整个使用期内保留所有的加工图可使膜结构膜的替换非常简单。所以,膜结构存在设计风速作用下的动力失稳问题,幸运的是至今还没有这方面破坏的膜结构实例。

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