李 颖

0 引言

折叠网壳结构是一种新型的空间网壳结构,具有两种稳定状态:完全折叠状态和完全展开状态。完全折叠时,折叠结构一般呈捆状,体积较小,便于储存和运输;需要时,折叠结构可以展开到工作状态。在展开(折叠)过程中,折叠结构为可变体系,是机构;在完全展开状态,折叠结构是几何不变体系,可以承受荷载。结构在使用时可在现场迅速、方便地展开成型,缩短了建造时间。因此在抢险救灾、物流仓储、临时营房等领域有着广阔的应用前景。1960年富勒提出勒折叠网架这种新型的结构形式,同一时期西班牙建筑师E.P.Pinero成功地把折叠结构的概念应用于跨度为90 m的“可移动剧院”设计中。

为在野外能快速形成稳定的建筑空间,同时可以重复使用而提出折叠网壳结构的设计,折叠结构的初步设计包含结构的几何设计、结构选型、节点选择等。

1 折叠网壳的几何设计

折叠网壳结构的几何设计是结构设计的基础,其主要内容是保证结构能够自由、方便、快速的折叠和伸展,保证在两种工作状态下均有良好的力学性能。折叠结构的单元类型有剪式单元、可伸直杆单元、被动索单元、主动索单元、折板单元等。这些单元相互组合或与机构单元组合,也可生成新折叠单元。如剪式单元可以与膜组合成新的工作单元,与折叠板组合成新的工作单元;张力集成体系和折叠结构的概念结合形成一些新的可展单元类型,使结构既具有张力集成体系的自支撑、自平衡等特性,又具有折叠结构的特性。……