膜结构整体设计特点与计算模型的构建与分析

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膜结构整体设计特点与计算模型的构建与分析

膜结构（Tensegrity）是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构。膜结构的基本组成单元通常有：膜材、索与支承结构。

该结构整体跨度大，直径90米，塔架高，高度约45米；经过分析，塔架采用管桁架结构，下部主拱采用单管结构，通过斜拉索与塔架连接。其余立柱为单立柱结构，单立柱通过支撑桁架与主拱连接，形成一个稳定的结构体系。

斜支撑结构立柱的受力特点与力学计算及应对措施

膜结构演艺广场一周由七根斜撑立柱环绕支撑膜结构骨架。斜撑立柱为单立柱结构，单立柱通过支撑桁架与主拱连接，形成一个稳定的结构体系。斜撑立柱一方面起到支撑稳固膜结构骨架的作用，另一方面通过细节的处理又具有了美观性。


张拉膜结构杆件的受力特点及应对措施

张拉膜结构的杆件，弦杆为刚接杆件，腹杆不能保证其在力的作用下不与弦杆发生转动位移，所以将腹杆进行单元释放，腹杆只受到轴向的拉伸和压缩，这与实际的受力情况一致。



中间大桁架结构杆件受力特点及应对措施

中间大桁架结构的杆件，弦杆为刚接杆件，腹杆不能保证其在力的作用下不与弦杆发生转动位移，所以将腹杆进行单元释放，腹杆只受到轴向的拉伸和压缩，这与实际的受力情况一致。


大结构立柱受力特点及应对措施

结构大立柱约45米高，采用钢结构桁架加工制作，为了减小对基础的弯矩作用，柱脚采用交接节点制作，这样对基础只产生轴力作用。由于塔架较高，对位移控制要求较高，所以必须增大其刚度，以保证位移能符合规范的要求。

大结构立柱同时受到轴向弯矩、轴力和剪力，为了保证在力的作用下结构不影响正常使用及发生破坏，将立柱柱脚设置成刚接柱脚，为了和建筑外形呼应，将设计的截面适当放大，这样既保证了建筑的外形，也为结构提供了更多的安全余量。