浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用.pdf

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1、万方数据浙江建筑，第26卷，第10期，2009年10月ZhejiangConstruction，V01．26，No．10，Oct．2009浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用OntheApplicationofMembraneStructureinDesignofGymnasiumBuilding伍志强WUZhi—qiang(绵阳职业技术学院建筑工程系，四川绵阳621000)摘要：膜结构建筑作为一种将先进的建筑技术和建筑艺术完美结合和高度统一的新型建筑形式，在近几十年得到了迅速的发展。随着这种新型结构的发展，建筑语{r=和空间形式也更加丰富多样．而更大跨度的屋顶也成为了可能

2、。在此收集、整理了膜结构的多种型式。在梳理r膜材料及膜结构建筑的基本发展背景的基础上，初步探讨了膜结构在体育场馆建筑设计中的应用。关键词：膜材料；膜结构建筑；体育场馆建筑设计中图分类号：TU245文献标识码：B文章编号：1008—3707(2009)i0—0008—041膜材料筹鬈篓喜鬻嚣喜雾：罢茹麓瓷?盖磊萎20世纪50年代，随着化学工业中的高分子材料互作用下，膜布会变得硬脆、破裂而失去结构性能，只的合成与改性技术的不断发展，一种新型而具有独特能用于临时性建筑。设计者们认识到，需要一种强度个性，被称为“第五代建材”的建筑材料诞生了，它就更高、耐久性更好、不燃、透光和能自洁

3、的建筑织物，是膜材料。膜材料是用于膜结构中的高强度柔韧性70年代美国制造商开发的玻璃纤维织物即满足如上薄膜(见图I)，它是一种耐用、高强度的涂层织物，是要求。主要的改进是涂覆的面层采用了聚四氟乙烯在用纤维织成的基布上涂敷树脂或橡胶等而制成，具(PI'FE)。这种材料于1973年首次应用于美国加利有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好的特点。福尼亚拉维恩学院一个学生中心的屋顶上(见图2)。经过了近30年的考验，材料还保持着70％一80％的强度，仍然透光并且没有褪色。拉维恩学院膜结构的使用经验证明，涂覆PTFE面层的玻璃纤维织物不但有足够的强度承受张力，在使朋功能上也具有很好的耐

4、久性，完全可以在永久性建筑中使用。图1膜材料基本构成膜材料是膜结构工程中最重要的组成部分，作用与钢筋、混凝土、轻质板材是等同的。自20世纪60年代起，世界上许多国家开始研究膜材料，到现在已经有许多种类，常用的建筑膜材包括：PTFE膜材、PVC膜材、加面层的PVC膜材等。最初使用的图2拉维恩学院学生中心收稿日期：2009—03—25作者简介：伍志强(1974一)。男，四川累江人，讲师，从事建筑T程教学工作。万方数据第10期伍志强：浅谈膜结构在体育场馆建筑设计中的应用9与此同时，涂覆PVC的聚脂织物在性能上也有很大改进。制造商在原来的涂层外面再加一面层。比较成熟的有聚氟乙烯(P

5、VF)和聚偏氟乙烯(PVDF)，这种面层不但能保护织物抵抗紫外线，而且大大地改进了自洁性，这样就把聚脂织物的使用年限提高到20年以上，得以在永久性建筑中使用。2膜结构建筑2．1膜结构建筑的定义与特点膜结构是张力结构体系的一种。由膜内的空气压力支承膜面，利用钢索或刚性支承结构向膜内施加预张力，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。采用膜结构作为结构体系的建筑就是膜结构建筑。膜结构建筑的两大特点是空间整体结构和预张力，这也是它优于传统结构体系的原因所在。空间整体结构使受力更合理、结构更稳定，预张力使膜结构成为几乎纯张拉结构体系，充分发挥材料力学性能。2．2膜结构在体育

6、场馆建筑设计中的应用膜结构的建筑是有独特外形的，作为一种将先进的建筑技术和建筑艺术完美结合和高度统一的新型建筑形式，在近几十年得到了迅速的发展。随着这种新型结构的发展，建筑语汇和空间形式也更加丰富多样，更大跨度的屋顶成为可能。下文对膜结构在体育场馆建筑设计中的应用作分类浅要分析。2．2．1张拉式膜结构为了迎接1972年的奥运会，1967年进行了一场设计竞赛，Behnisch以其整体概念获胜。所选基地的南部位于城市北部的郊外，是战争时期破坏物的填埋场，有上百万吨的碎石瓦砾。利用这些废弃物堆成一些小山，盖在自然岩层上，以形成山地和湖泊的景观，而成为对基地的一种纪念方式。自始至终

7、这就是最关键的想法，而此作是借助一个沙盘完成的。慕尼黑竞赛方案是由Behnisch及其伙伴和工程师Heinzlsler设计的。他们设想了一个有桅杆和索网支撑的连续帐篷，由主体育场上空伸展到其他两个场馆上空，其中一支甚至覆盖到横跨高速路的人口桥上。它比任何建造过的索网屋顶都大，人们甚至怀疑它是否能够建成。为了进一步深入方案设计，Leonhardt和Andra被任命为主要的工程师，JorgSchlaich作为方案领导，Freiotto被聘为顾问。索网屋顶最终修改成形，是一个不同的形状，桅杆的位置进行了修改，但仍忠于Be