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青島頤中體育場建造起止時間為1998~2000年,建筑面積62630m2,PVC看臺膜材展開面積42000 m2。結構支承體系由中心環(huán)索及60個錐狀看臺膜體組成脊谷式張拉整體式膜結構。平面呈橢圓形,長軸266m,短軸180m;建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點設計和組織結構細部構件,將其輕盈和穩(wěn)定的結構特性有機地統(tǒng)一起來。鋼結構外環(huán)頂點標高42.5m,內(nèi)環(huán)索標高約36.5m,蓬蓋懸挑沿周邊均約40m左右。該項目是我國第壹個自行設計施工的大型膜結構體育場。2013年,體育場屋面PVC整體進行了更換。
近幾年,國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)成功研發(fā)和生產(chǎn)了PVC和PTFE膜材,隨著國產(chǎn)材料的應用,進口膜材特別是PTFE看臺膜材的價格也得到了有效的抑制。相信隨著工程應用的增多和技術的積累和發(fā)展,我國國產(chǎn)膜材質(zhì)量會很快趕上發(fā)達國家膜材。
自北京2008奧運會游泳館“水立方”采用ETFT氣枕后,ETFT材料日益獲得了建筑師的興趣和關注。ETFE材料雖然非涂層織物類材料,但其具備與涂層織物看臺膜材相類似的基本力學性能,其設計計算理論與方法與涂層織物類膜結構相同。近十多年來,ETFE氣枕膜結構在我國有較多的應用,甚至在環(huán)境氣溫為-30℃的我國北方也有應用實例。早期采用PVC的大型看臺膜結構體育場近幾年不同程度地出現(xiàn)了局部損壞等現(xiàn)象,如青島頤中體育場、安徽蕪湖體育場等。
在多雪地區(qū),避免建筑物遭受大雪災害的維護管理需要一定的人力和財力,盡可能的降低其費用成為技術人員的課題。看臺膜結構建筑的看臺膜面屋頂和其他屋頂材料相比不易積雪,只要有比較小的傾斜角度積雪就會自動滑落。而且,由于膜材料的熱傳導率較小,如果采用融雪設備可以進行細致的融雪操作,充分發(fā)揮加熱裝置的效果,屋頂坡度可以更小。膜體支承體系為全格構式相貫線焊接柱、梁組成,共有11根柱,11根縱向梁,在11根縱向梁上部增設膜脊梁頂升構造(當膜體后期松弛時,可滿足二次張拉)。
膜結構看臺結構設計要求
1、支承結構的穩(wěn)定性在膜結構看臺中,膜是主要受力構件之一,但是膜結構看臺的支承體系仍然應該滿足其自身穩(wěn)定性的要求,在設計時主要考慮的內(nèi)容大致有兩個方面,一是為了在張拉膜面時,方便把握各控制點的空間位置及對膜面實施張拉,二是在發(fā)生膜材撕裂時,不至于引起結構整體倒塌的嚴重事故,更換膜面時施工也要比較方便??磁_膜結構建筑中所使用的看臺膜材料很輕,每平方米的重量只有1公斤左右。