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佛山世紀(jì)蓮體育中心游泳館的看臺(tái)膜結(jié)構(gòu)建造起止時(shí)間為2005~2006年,建筑面積31520m2,PVC膜材展開(kāi)面積45000m2。游泳館屋面投影面積約15000m2,呈類(lèi)筒殼形,長(zhǎng)210m,寬88.8m,鋼拱矢高13.08m。鋼拱交叉布置。應(yīng)建筑效果要求,鋼拱外露,拱之間覆蓋PVC膜片,膜面由谷索下壓形成凹凸有致的折板形狀。由于佛山地處華南,夏季氣溫很高,為減小能耗采用了雙層PVC膜,兩層看臺(tái)膜之間氣囊厚度400~600mm。為滿足室內(nèi)游泳比賽的音響效果,在雙層PVC下還設(shè)置了一層PTFE吸音膜,故整個(gè)膜屋面一共有3層膜。而且,由于膜材料的熱傳導(dǎo)率較小,如果采用融雪設(shè)備可以進(jìn)行細(xì)致的融雪操作,充分發(fā)揮加熱裝置的效果,屋頂坡度可以更小。
與看臺(tái)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展相伴的是我國(guó)索支承結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的迅速發(fā)展,索穹頂、輪輻式索桁架、單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。多功能移動(dòng)屋蓋結(jié)構(gòu)也伴隨著看臺(tái)膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展取得了較多應(yīng)用。
膜結(jié)構(gòu)在臺(tái)風(fēng)下的損毀也時(shí)常發(fā)生,許多研究者均在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)研究,包括CFD數(shù)值模擬方法、風(fēng)洞試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等的工作均在開(kāi)展,這一領(lǐng)域的研究任種道遠(yuǎn),要取得能夠?qū)嵱玫拇_保膜結(jié)構(gòu)臺(tái)風(fēng)下安全的設(shè)計(jì)方法尚需許多研究者的努力。
與膜面相連接的索,如邊索、加強(qiáng)索、脊谷索等的弧度不僅影響到膜面的形狀與覆蓋面積,對(duì)索的內(nèi)力影響也非常明顯,同時(shí)邊索的弧度還影響到膜角點(diǎn)處膜布的寬度及節(jié)點(diǎn)板邊線的夾角。工程應(yīng)用上一般取邊索弧形的矢跨比在1:10左右。膜面的應(yīng)力分布及大小,不僅影響著膜結(jié)構(gòu)看臺(tái)外觀的找形,還關(guān)系到結(jié)構(gòu)張成后的剛度,所以確定膜面應(yīng)力時(shí)要考慮到所用膜材料的性能、張拉方法及實(shí)際張拉的難易程度。體育場(chǎng)采用橢圓形馬鞍面布置,由X形內(nèi)外柱、三角形環(huán)桁架組成的鋼結(jié)構(gòu)提供外圍支撐,由內(nèi)環(huán)索、148根交叉形徑向吊索、72根徑向脊索、72根徑向谷索、膜邊索和PTFE膜材構(gòu)成整體張拉式索看臺(tái)膜結(jié)構(gòu)屋面。