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    ETFE, PTFE, 空間鋼結構, 膜結構, 張拉膜, 索膜結構

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    鋼結構雙曲網殼的結構韻律美感

    2024-03-26
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    網殼結構是一種可以最大程度滿足不同曲度要求及節省用鋼量的空間結構,主要由各種不同規格的桿件在空間體系中按一定的規律組合而成,網殼結構既有桿系性質又兼具殼系性質,受力合理,結構具有較大的剛度,可以跨越較大的跨度。主要應用于大型會展中心、體育場館、游泳館、候車廳等需要大自由空間的結構。

    網殼結構本身具有明顯的結構韻律感,暴露的網殼結構可將結構美感充分展現出來。而對于建筑形態的美學而言,網殼結構也釋放了屋頂形狀。因此,屋頂被譽為建筑的“第五立面”,屋頂形態設計與整體理念息息相關,而網殼結構給予了屋頂形態一種自由而經濟的布局方式。

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    上海工程技術大學風雨操場穹頂就是采用單層雙曲網殼結構,寬50m、長100m,高度18m,整個屋頂均是網殼結構,極富韻律感,整體性的強調給予建筑渾然一體的觀感,讓人直觀感受到大跨的結構形式,并且構件形成的網架與網殼結構合理性表達了結構的力學美感。造型兩頭微微凸起,曲線的造型,讓整體結構更加美觀飄逸。單層鋼網殼結構充分展現出結構的魅力,尤其在陽光照射下,鋼網格影子落在建筑的墻面或地面上形成的條紋更增添了一份如夢似幻的美感。按相應的軸線將網殼屋面劃分為平行四邊形,每個平行四邊形網格內利用桿件劃分為數個三角形,這樣各網殼梁表面的內力分布會大致相同,大跨度情況下更加穩定。

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    項目屋面采用了透明ETFE(軟玻璃)膜材料,對于風雨操場這樣一個半開放公共活動空間,在這樣的場地中,會有多樣體育活動發生,在大體量屋頂的遮蔽下,整體空間感受非常好。ETFE膜屋面更凸顯了結構本身,同時屋頂可照光易于室內活動,既遮風擋雨,又有充足的光線,為室內體育活動提供了巨大便利,整個屋頂覆蓋也更為輕盈、通透。周邊建筑墻體的白色和屋頂的透出的光線交融,形成了一個人們愿意停留、運動的活動空間,氛圍感極佳。

    隨著建筑設計軟件繼續開發,建造技術進一步發展,網殼結構將成為主流之一,它更加符合新型設計的理念,也更接近計算機思維的本質。而且在如此大跨度穹頂下,通過選擇網殼結構塑造了一個無柱空間,讓風雨操場的功能更加齊全,沒有柱體的干擾,讓整個建筑更加美觀大氣。

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    當網殼結構從簡單平面網殼開始復雜化、參數化,它融入了更多計算機圖形學的內容,網殼結構將逐漸脫離人為可簡單控制的實體。它展現出來的美學,既有其本體作為結構的獨特魅力,又可以塑造成建筑美學要求的各種形狀,這也將對建筑的整體美學觀念形成一種補充。放眼望去,網架與網殼結構的發展還有很多空間,也將形成更多有趣的建筑,這將對建筑結構的美學發展提供更大的助力。


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