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点状刚性支承——桅杆张拉膜

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点状刚性支承——桅杆张拉膜

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桅杆是支承张拉膜边界、角点以及内部高点的受压构件。内部高点也可以用外部的桅杆结构吊起以使膜面覆盖下的空间保持完整。

桅杆主要有四种不同的类型。

(1)边界桅杆它用于支承边界或角点,其最简单构形是将其布置在边索合力和锚索合力间夹角平分线上,桅杆的倾角决定了其基础的位置。而桅杆承受的压力取决于锚点基础的位置,锥形管是最理想的桅杆形状。其基础应保证能将压力均匀地传至地基上。当不能采用铰接桅杆或不能设置后拉索时,需要设置悬臂支承结构,此时可采用钢或混凝土锥形桅杆。膜面边界与倾斜桅杆、锚索或悬臂桅杆之间的平衡是形成膜结构独特建筑外观的重要组成部分,故需进行精心设计。

(2)内部桅杆其底部一般较接于底板上,而顶部铰接于汇聚膜面力的加劲边上。内部桅杆依靠膜面自身实现其平衡,其最优位置取决于作用在桅杆上力的大小及方向。最好将桅杆布置在膜面预应力的合力方向上。只有当膜面及其支承都对称时,桅杆才是竖直的。铰接锥形压杆的最简单截面为圆形。许多情况下可采用梭形格构式桅杆,使其更加轻巧且便于照明器材、扬声设备等其他技术设施的安装。内部桅杆的顶部和底部均需进行特殊设计,以使膜面在外部荷载作用下产生变形时保证桅杆可以转动。桅杆的设计应使其可在一定范围内转动,还应保证能够方便地将其安装就位(如图3-28所示)。

(3)飞杆飞杆是由钢索提供支承以减少地面支承数量的一种措施。在1989年的美国San Diego会议中心中Horst Berger首次使用了“飞杆”,由5个91. Sm×18. 3m的张拉膜单元形成了宽敞无柱的大空间。

(4)外部桅杆若膜面覆盖空间内部不允许设置支承构件,则可在建筑物外部设置桅扦.通过斜拉索来支承膜面。桅杆的位置及倾斜度应使其不与膜边相交。若建筑设计要求膜面具有轻盈飘浮的连续内表面,外部桅杆是一种有益的尝试。为了使外部支承结构在屋面荷载作用下无需额外的锚索就能保持平衡,外部桅杆可设计成A形形或三角形体系。