球场膜结构之开合结构屋顶受力特点分析
球场膜结构之开合结构屋顶受力特点分析
球场膜结构的结构类型通常可分为开合结构和非开合结构两种。在传统的大跨度空间建筑结构中,由于开合结构施工难度大、维护要求高,所以较少应用在球场等公共空间结构中。而膜结构建筑的出现极大地丰富了室内外建筑的美观形式,在赋予大跨度空间建筑美感的同时也大大增强了其功能性,为球场膜结构的发展奠定了基础。
球场膜结构的开合屋面结构形式通常可分为刚性开合与柔性开合两种,其中刚性开合屋顶球场主要通过桁架、网架等结构提供支撑力,膜材料、金属板及其他轻质材料作为移动屋顶覆盖单元,通过各屋顶膜结构之间的移动来实现屋面开合;而柔性开合屋面型球场膜结构则是使用柔性膜材,并通过柔性材料的张开和收起柔性材料实现屋面的开合。不管是刚性开合还是柔性开合,开合式球场膜结构屋顶的受力分布设计都在很大程度上直接影响膜结构工程的使用寿命。
与非开合结构相比,开合结构型球场膜结构的受力特点主要表现在:
1.开合式球场膜结构屋顶的轮廓尺寸对结构的受力影响很大.开合球场各片屋顶在一定程度上减弱了屋顶空间结构整体受力的特点,甚至在开合过程有可能蜕变为单向受力结构;
2.球场膜结构开合屋顶的各片屋顶单元在开启状态、闭合状态以及在开启或者闭合的过程中,受载情况各不相同。非开合结构球场膜结构屋顶的受力是恒定且明确,完全可以应用常规方法进行分析,但开合屋顶在开启或关闭的过程中,风向与风速、温度变化都会引起的偏心荷载,其受力状态相当复杂,结构分析不合理容易造成可动屋顶在运动过程中左右摇动、上浮。
3.风向与风速大小也会影响全开启、半开启、全封闭状态等不同状态下开合球场膜结构屋顶的受力,因此在设计开合球场膜结构时建议做相应的模型试验,以确保结构受力合理,以确保可动屋顶运行安全可靠。
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