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膜结构足球场的设计要点和常见问题

发布时间:2023-08-25 15:19:19作者:景秀浏览量:606

       膜结构足球场是一种利用薄膜材料和拉索系统构成的空间结构,可以覆盖大跨度的足球场,具有轻巧、美观、节能等特点。膜结构足球场的设计要点和常见问题主要包括以下几个方面:


膜结构足球场


       薄膜材料的选择:薄膜材料是膜结构足球场的主要承重和覆盖元件,其性能和品质直接影响到结构的安全性和耐久性。常用的薄膜材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯纤维涂层玻璃纤维(PVC)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)等。不同的薄膜材料有不同的力学性能、透光性、防火性、自洁性等,需要根据设计要求和场地条件进行合理选择。一般来说,PTFE具有较高的强度、耐候性和阻燃性,但也较重、较贵且不透光;PVC具有较好的透光性、柔韧性和经济性,但也较易老化、变色且不耐高温;ETFE具有较轻的重量、较高的透光率和耐污性,但也较易变形、划伤且不耐撕裂。


       膜面形态的生成:膜面形态是指薄膜材料在受力后形成的空间曲面,其形态决定了结构的稳定性和美观性。膜面形态的生成方法有两种:一种是根据预先设定的边界条件和载荷条件,利用数值模拟软件进行反演计算,得到满足平衡状态的膜面形态;另一种是根据预先设定的目标形态,利用参数化设计软件进行形态优化,得到满足设计要求的膜面形态。一般来说,反演计算方法更符合物理规律,但也更复杂、更耗时;参数化设计方法更灵活、更快速,但也更依赖于设计师的创意和经验。


       结构体系的配置:结构体系是指支撑和约束薄膜材料的拉索系统和钢结构系统,其配置方式影响到结构的受力性能和空间效果。常见的结构体系有悬挂式、拱式、穹顶式、锥式等。不同的结构体系有不同的受力机理、空间特征、造价水平等,需要根据设计目标和工程条件进行综合比较和选择。一般来说,悬挂式结构体系利用拉索将薄膜材料悬挂在钢结构或混凝土结构上,具有较低的自重和较高的透光率,但也需要较多的锚固点和较大的预应力;拱式结构体系利用拱形钢结构支撑薄膜材料,具有较高的刚度和稳定性,但也需要较大的基础和较高的造价;穹顶式结构体系利用球形或椭球形钢结构支撑薄膜材料,具有较好的空间效果和较高的覆盖率,但也需要较复杂的节点和较高的维护成本;锥式结构体系利用锥形钢柱支撑薄膜材料,具有较好的自洁性和较低的风荷载,但也需要较多的钢柱和较小的跨度。


       常见问题的解决:膜结构足球场在设计、施工和运营过程中,可能会遇到一些常见的问题,如薄膜材料的接缝、裂缝、污染、破损等;结构体系的变形、松弛、疲劳、断裂等;结构安全性、耐久性、舒适性、美观性等。这些问题需要根据具体情况进行分析和处理,采用合理的设计方案、施工技术和维护措施,以保证结构的正常运行和使用寿命。例如,为了防止薄膜材料的接缝处发生渗水或开裂,可以采用双层接缝或热风焊接等方法进行密封处理;为了防止结构体系的变形或松弛影响结构的稳定性和美观性,可以采用动态监测或定期调整等方法进行控制和调节;为了提高结构的安全性和耐久性,可以采用合理的荷载组合或安全系数等方法进行设计和检验。


       总之,膜结构足球场是一种具有多种优点和特色的空间结构,其设计要点和常见问题涉及到多个方面,需要综合考虑各种因素,采用科学合理的方法,以达到满足功能需求、节约资源消耗、提高空间品质的目标。