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承重結(jié)構(gòu)的基本承重構(gòu)件采用受拉的懸索以及張拉的薄膜,稱為懸索結(jié)構(gòu)或膜結(jié)構(gòu)。由于受拉構(gòu)件的承載能力決定于強度而不是穩(wěn)定性,因而能充分發(fā)揮鋼索和膜材受拉工作時強度高、自重輕的特點。同時,由于覆蓋材料自重輕,使承重結(jié)構(gòu)的重量較小,因而懸索結(jié)構(gòu)和張拉薄膜結(jié)構(gòu)更適合于在大跨度結(jié)構(gòu)中使用。
單層懸索結(jié)構(gòu)的形狀穩(wěn)定性不好,是一種可變體系,其平衡形狀隨荷載分布方式而變。在恒載作用下呈懸鏈線形式,在不對稱荷載或局部荷載作用下產(chǎn)生大的位移(機構(gòu)性位移)。索的張緊程度與索的穩(wěn)定性(抵抗機構(gòu)位移的能力)成正比。
單層懸索結(jié)構(gòu)的抗風能力差,在風吸力作用下懸索內(nèi)的拉力下降,穩(wěn)定性進一步降低。
垂跨比的影響:垂跨比大,穩(wěn)定性和剛度大,索拉力小,但占用空間。通常取1/20~1/10
雙層懸索體系
由一系列下凹的承重索和相反曲率的穩(wěn)定索組成。每對索之間通過受拉鋼索或受壓撐桿連系,構(gòu)成如桁架形式的平面體系,稱索桁架。穩(wěn)定索可以抵抗風吸力的作用,同時,相反曲率的穩(wěn)定索和相應(yīng)的索桿能對體系施加預應(yīng)力,使每對索均保持足夠大的張緊力,提高了整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與剛度。承重索的垂跨比:1/20~1/15;穩(wěn)定索的矢跨比1/25~1/20。
采用純索結(jié)構(gòu)的索膜結(jié)構(gòu)一般使用的PTFE 膜材和ETFE 單層膜結(jié)構(gòu)。但是國外也用純索結(jié)構(gòu)的ETFE 氣枕結(jié)構(gòu),但是很少見。PTFE 膜材抗拉強度高,其基布為玻璃纖維組成,有一定的剛度,比較適合純索結(jié)構(gòu)。還有一點很重要的是PTFE力學穩(wěn)定性好,沒有力學松弛。而索結(jié)構(gòu)的ETFE單層比較時候立面,或者內(nèi)裝飾。否則容易積水。
膜結(jié)構(gòu)收費站作為一種新型收費站,它的應(yīng)用給我們帶來很多的好處和幫助,就像人的新陳代謝,膜結(jié)構(gòu)收費站作為當下新型的、性能好的收費站,它和傳統(tǒng)的、老舊的收費站相比,膜結(jié)構(gòu)收費站外形優(yōu)美、材料環(huán)保性更好、制作周期較短、清潔工作更加簡單方便。
膜結(jié)構(gòu)具有藝術(shù)性,除了一般的雨篷具有不可比擬的使用價值,且比較耐用,具有遮風擋雨的效果,不僅如此,還具有給人美觀的享受。膜結(jié)構(gòu)收費站本身柔美曲線的效果,且可以剛?cè)岵?,造型豐富,使用的時候十分便利。膜結(jié)構(gòu)收費站的防雨能力更強,目前很多收費站使用了好的模式膜材,使用了三四十年都沒有問題,尤其是遇到了劇烈的暴風雨氣候,也不會損壞。
膜結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性的特點,在長期使用的過程之中,平時的車輛使用性能損害速度要比收費站內(nèi)的車輛快一些,要是有了收費站的花,膜結(jié)構(gòu)收費站也會給人美觀的享受,從經(jīng)濟學上看,這種膜結(jié)構(gòu)也具有經(jīng)濟性的特點。
一改傳統(tǒng)建筑材料而使用膜材,其重量只是傳統(tǒng)建筑的三分之一,而且膜結(jié)構(gòu)收費站可以從根本上克服傳統(tǒng)大跨度建筑上所遇到的困難,可創(chuàng)造巨大的無遮擋的可視空間。膜結(jié)構(gòu)收費站特點是強度高、耐久性好、防火難燃、透光性好、自潔性好,跨度可以過兩百米,不受紫外線影響,使用壽命長,一般15-30年。
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