膜結(jié)構(gòu)足球場的設(shè)計要點和常見問題
發(fā)布時間:2023-08-25 15:19:19作者:景秀瀏覽量:769
膜結(jié)構(gòu)足球場是一種利用薄膜材料和拉索系統(tǒng)構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu),可以覆蓋大跨度的足球場,具有輕巧、美觀、節(jié)能等特點。膜結(jié)構(gòu)足球場的設(shè)計要點和常見問題主要包括以下幾個方面:
薄膜材料的選擇:薄膜材料是膜結(jié)構(gòu)足球場的主要承重和覆蓋元件,其性能和品質(zhì)直接影響到結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。常用的薄膜材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯纖維涂層玻璃纖維(PVC)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)等。不同的薄膜材料有不同的力學(xué)性能、透光性、防火性、自潔性等,需要根據(jù)設(shè)計要求和場地條件進(jìn)行合理選擇。一般來說,PTFE具有較高的強度、耐候性和阻燃性,但也較重、較貴且不透光;PVC具有較好的透光性、柔韌性和經(jīng)濟(jì)性,但也較易老化、變色且不耐高溫;ETFE具有較輕的重量、較高的透光率和耐污性,但也較易變形、劃傷且不耐撕裂。
膜面形態(tài)的生成:膜面形態(tài)是指薄膜材料在受力后形成的空間曲面,其形態(tài)決定了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和美觀性。膜面形態(tài)的生成方法有兩種:一種是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的邊界條件和載荷條件,利用數(shù)值模擬軟件進(jìn)行反演計算,得到滿足平衡狀態(tài)的膜面形態(tài);另一種是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形態(tài),利用參數(shù)化設(shè)計軟件進(jìn)行形態(tài)優(yōu)化,得到滿足設(shè)計要求的膜面形態(tài)。一般來說,反演計算方法更符合物理規(guī)律,但也更復(fù)雜、更耗時;參數(shù)化設(shè)計方法更靈活、更快速,但也更依賴于設(shè)計師的創(chuàng)意和經(jīng)驗。
結(jié)構(gòu)體系的配置:結(jié)構(gòu)體系是指支撐和約束薄膜材料的拉索系統(tǒng)和鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng),其配置方式影響到結(jié)構(gòu)的受力性能和空間效果。常見的結(jié)構(gòu)體系有懸掛式、拱式、穹頂式、錐式等。不同的結(jié)構(gòu)體系有不同的受力機理、空間特征、造價水平等,需要根據(jù)設(shè)計目標(biāo)和工程條件進(jìn)行綜合比較和選擇。一般來說,懸掛式結(jié)構(gòu)體系利用拉索將薄膜材料懸掛在鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)上,具有較低的自重和較高的透光率,但也需要較多的錨固點和較大的預(yù)應(yīng)力;拱式結(jié)構(gòu)體系利用拱形鋼結(jié)構(gòu)支撐薄膜材料,具有較高的剛度和穩(wěn)定性,但也需要較大的基礎(chǔ)和較高的造價;穹頂式結(jié)構(gòu)體系利用球形或橢球形鋼結(jié)構(gòu)支撐薄膜材料,具有較好的空間效果和較高的覆蓋率,但也需要較復(fù)雜的節(jié)點和較高的維護(hù)成本;錐式結(jié)構(gòu)體系利用錐形鋼柱支撐薄膜材料,具有較好的自潔性和較低的風(fēng)荷載,但也需要較多的鋼柱和較小的跨度。
常見問題的解決:膜結(jié)構(gòu)足球場在設(shè)計、施工和運營過程中,可能會遇到一些常見的問題,如薄膜材料的接縫、裂縫、污染、破損等;結(jié)構(gòu)體系的變形、松弛、疲勞、斷裂等;結(jié)構(gòu)安全性、耐久性、舒適性、美觀性等。這些問題需要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析和處理,采用合理的設(shè)計方案、施工技術(shù)和維護(hù)措施,以保證結(jié)構(gòu)的正常運行和使用壽命。例如,為了防止薄膜材料的接縫處發(fā)生滲水或開裂,可以采用雙層接縫或熱風(fēng)焊接等方法進(jìn)行密封處理;為了防止結(jié)構(gòu)體系的變形或松弛影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和美觀性,可以采用動態(tài)監(jiān)測或定期調(diào)整等方法進(jìn)行控制和調(diào)節(jié);為了提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,可以采用合理的荷載組合或安全系數(shù)等方法進(jìn)行設(shè)計和檢驗。
總之,膜結(jié)構(gòu)足球場是一種具有多種優(yōu)點和特色的空間結(jié)構(gòu),其設(shè)計要點和常見問題涉及到多個方面,需要綜合考慮各種因素,采用科學(xué)合理的方法,以達(dá)到滿足功能需求、節(jié)約資源消耗、提高空間品質(zhì)的目標(biāo)。