國外已建成的索穹頂結構,根據其幾何拓撲關(guān)系的不同,而在我國的相關(guān)學(xué)者也提出了幾種新型索穹頂結構。接下來(lái)九江膜結構廠(chǎng)家來(lái)和大家聊聊吧。
國外索穹頂結構主要有兩種:
?。?)蓋格型索穹頂
由Geiger于1986年提出,他在分析了八單元索穹頂后,設計了1988年很好的爾奧運會(huì )體操館和射擊館。該體系又稱(chēng)肋環(huán)形網(wǎng)格索穹頂,是由連續拉索和不連續受壓立柱構成,并由預應力提供剛度且與外環(huán)梁一起構成自平衡結構。
荷載從中央的張力環(huán),通過(guò)一系列的脊索、環(huán)索和斜索傳遞至周邊的壓力環(huán)。該體系具有結構簡(jiǎn)單,施工容易,且對施工誤差不敏感的優(yōu)點(diǎn)。
但是蓋格體系的幾何形狀類(lèi)似于平面桁架,體系平面剛度較小,內部存在機構,當荷載達到一定的程度時(shí)結構會(huì )出現分枝點(diǎn)失穩。所以此種結構形式主要應用于均布荷載作用下的圓形平面屋蓋。
?。?)利維型索穹頂
利維體系又成為葵花型網(wǎng)格索穹頂結構,其代表建筑為1996年亞特蘭大奧運會(huì )的佐治亞穹頂。該體系對蓋格體系索穹頂進(jìn)行了三角劃分,消除了結構存在的機構,提高了結構的幾何穩定性和空間協(xié)同工作能力,較好解決了索穹頂上部薄膜的鋪設和屋面自由排水等問(wèn)題,同時(shí)使得索穹頂結構能夠適用于更多的平面形狀。
利維體系與蓋格體系的主要區別在于脊索和斜索的布置。蓋格體系的脊索、斜索和立柱均在同一平面內,每個(gè)節點(diǎn)僅有一根斜索相連,脊索沿徑向布置,斜索、立柱與相應的脊索構成一豎向平面三角形;利維體系的脊索、斜索和立柱不在同一平面內,而是構成立體桁架。每個(gè)立柱頂的節點(diǎn)上有2根斜索與相鄰內環(huán)立柱底的節點(diǎn)相連,每個(gè)節點(diǎn)有4根脊索,脊索網(wǎng)的平面投影為四邊形或三角形。
此外,我國的空間結構研究者也提出了幾種新型索穹頂結構形式。浙江大學(xué)以董石麟院士領(lǐng)銜的的空間結構研究者在綜合考慮結構構造、幾何拓撲、和受力機理的基礎上嘗試性地提出了幾種新型索穹頂結構形式:Kiewitt型索穹頂、肋環(huán)和葵花型重疊式組合的混合I型索穹頂、鳥(niǎo)巢型索穹頂。這些新型的索穹頂形式的提出豐富了現有索穹頂結構形式,使我國的索穹頂研究工作不斷深入。