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09年二级结构师工程师考试辅导:漫谈膜结构

www.zige365.com 2009-9-27 11:59:21 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

    八十年代全球有名的建筑师开始在许多欧州国家设计膜结构并改进了设计标准。美国的膜结构容易相似,而欧州的工程更具个人主义。1985年Schlumberger大学研究中心是欧洲第一个拥有膜结构的研究中心,被称作“新鲜的光空间”,采用索-膜的组合结构。膜结构中有基本的钢框架,但又用到索的组合。1989年,Nuage Leger膜结构建在巴黎的Grande Arche中,使得这种结构体系在全世界范围内都成了引人注目的中心。足球场上跨越观众席的传统屋顶容易使下面的空间变黑,而在欧洲建的膜结构却不会如此。1990年罗马奥林匹克体育场的膜结构从受压环的空间框架上悬挂下来,既轻盈又美观,成为跨越观众席的屋顶最常用的模型。1990年Renzo Piano设计的San Nicola体育场应用膜结构与混凝土的组合,1993年Gottlieb Daimler体育场轻便美观,与相应的结构比较取得了更大的合理性和经济性。PVC涂层的聚酯纤维膜主要用于欧州早期的膜结构,而PTFE涂层的玻璃纤维膜开始得到更大的应用。Frei Otto曾抱怨在膜结构中有太多的限制,但新的造型由于不同的结构体系而得到发挥,结构规模也越来越大。
    在日本,1970年大阪博览会后膜结构没有太多的发展,许多膜结构的建造是支承在框架上。日本位于季风带,人们还不习惯于设计悬挂屋盖,导致人们选择传统的结构形式。但是八十年代末期,日本开始举行膜结构设计大赛,许多建筑师参加并竞相设计,于是日本的优秀膜结构开始普及。日本2002年世界杯足球赛十个体育场中有六个是膜结构(新泻体育场、鹿岛茨城足球场、琦玉体育场、静冈Ogasayama体育场、大阪长居田径场、大分穹顶)。韩国2002年世界杯足球赛十个体育场中有五个采用膜结构(汉城体育场、仁川体育场、大邱体育场、釜山体育场、济洲西归浦体育场)。中国长悬臂(悬挑跨度 )体育场中19个里有10个采用膜结构,有香港大体育场、上海八万人体育场、上海虹口足球场、广州黄埔体育场、浙江义乌体育场、青岛颐中体育场、武汉体育中心、威海体育中心、烟台体育场、郑州航海体育场。当今时代,世界各国是相互影响的,结构设计更趋于规范而一致了。 
    三、结构设计在膜结构中的作用
    利用薄的膜材进行设计以达到安全而合理是结构设计的关键,一个只熟悉传统建筑的建筑师来设计膜结构就很难理解和表达膜材所特有的性能。因此,在膜结构发展之初,结构设计师比建筑设计师的作用还大。
    美国Geiger Berger公司在膜结构设计史上是先驱,留下了许多作品。发展了充气膜和张拉整体索穹顶,加上新膜材的使用,使其处于世界最前沿。其主要负责人David Geiger创造了第一个索穹顶结构—圣奥林匹克的体操馆和击剑馆,可惜因疲劳过度于1989年去世。Horst Berger参与了1989年San Diego解放中心、1994年Denver国际机场旅客集散中心等工程。Weidlinger公司又成功地运用超张拉整体穹顶覆盖大空间。Birdair公司负责建造了英国千年穹顶、上海八万人体育场、亚特兰大佐治亚穹顶、沙特阿拉伯利雅得体育场、红鸟体育场、罗马的奥林匹克体育馆等工程,Skyspan公司则建造了世界上最高(320m高)的Arabian Tower旅馆、Gottlieb Deimler体育场等工程。 
    日本结构设计师也推动了膜结构的发展。日建设计部和竹中工务店设计部设计的东京穹顶(1988)和鹿岛建设设计部设计的Akita Skydome(1990)、Izumo穹顶(1992)都适应了日本的气候。太阳工业株式会社发展了许多膜结构的技术,包括结构设计、建筑设计和施工,奠定了其作为专业技术公司为结构设计师和建筑设计师提供支持的地位。膜结构在日本广泛应用,建筑师在设计中更灵活,膜在整个建筑表现上占有重要地位。日本的膜结构设计正在由结构设计向建筑设计转变。 

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