世博建筑中的新型建筑材料

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1、3.4世博建筑中的新型建筑材料視頻主講：趙建華重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Email:zjhwzf@yahoo.com.cn3.4.1膜結(jié)構(gòu)材料1典型應(yīng)用場(chǎng)館世博軸世博軸是中國(guó)2010年上海世博會(huì)主入口和主軸線，地下地上各兩層，為半敞開(kāi)式建筑。世博軸是世博會(huì)一軸四館五大永久建筑之一，是一個(gè)由商業(yè)服務(wù)、餐飲、娛樂(lè)、會(huì)展服務(wù)等多功能組成的大型商業(yè)、交通綜合體。工程位于浦東世博園區(qū)中心地帶，總造價(jià)近30億，為鳥(niǎo)巢及水立方的總和。在全長(zhǎng)1045米、寬約100米的世博軸上，由13根大型桅桿、數(shù)十根斜拉索和巨大的幕布巧妙組成了中國(guó)

2、第一、世界罕見(jiàn)的索膜結(jié)構(gòu)建筑。6個(gè)形似喇叭的“陽(yáng)光谷”，其中最大的上面直徑99米，下面直徑20米，其鋼結(jié)構(gòu)由1700個(gè)單元構(gòu)建而成，每個(gè)單元又由3個(gè)桿件和1個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)誤差要小于5毫米。日本館場(chǎng)館主題:心之和、技之和展館面積:6000平方米展館位置:A片區(qū)展館愛(ài)稱“紫蠶島”，遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，日本館猶如一個(gè)巨大的紫蠶寶寶趴在黃浦江邊，極富個(gè)性的外觀宛如擁有生命的生命體。展館外觀的基調(diào)色為紅藤色，紅藤色由象征太陽(yáng)的紅色與象征水的藍(lán)色交融而成，可以說(shuō)是自然的顏色。展館的外壁會(huì)隨著日光的變化及夜晚的燈光變換各種“表情”，讓參觀

3、者感受到一種動(dòng)感。視頻日本館館標(biāo)為“微笑相聯(lián)”，日文“笑顔のつながり”，英文“SmiletoSmile”。這一設(shè)計(jì)不僅充分體現(xiàn)了日本館所要傳遞的核心信息——聯(lián)接，更為重要的是表達(dá)了珍視“心靈的聯(lián)接”這一主旨。設(shè)計(jì)者用JAPAN的首字母“J”柔和的曲線勾勒出了相互聯(lián)接在一起的笑臉，呈現(xiàn)給人們充滿幸福笑容的美好未來(lái)社會(huì)。笑臉的色調(diào)選擇了朱鹮色，象征日中友好。展示亮點(diǎn)日本國(guó)家館分為過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)3大展區(qū)，形態(tài)融合了日本傳統(tǒng)特色與現(xiàn)代風(fēng)格，參觀者可以通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感受到日本館所傳遞的信息和魅力?！斑^(guò)去”展區(qū)展示保護(hù)

4、文化遺產(chǎn)的“精密復(fù)制”技術(shù)，參觀者可近距離鑒賞日本名作?！艾F(xiàn)在”展區(qū)通過(guò)照片透視畫(huà)及實(shí)物展示、影像裝置呈現(xiàn)2020年的未來(lái)城市?！拔磥?lái)”展區(qū)展示具有超高清及望遠(yuǎn)功能的“萬(wàn)能相機(jī)”、會(huì)演奏小提琴的“伙伴機(jī)器人”和實(shí)現(xiàn)客廳墻壁與電視機(jī)一體化的“生活墻”。館外覆蓋超輕的發(fā)電膜，采用特殊環(huán)境技術(shù)，是一幢“像生命體那樣會(huì)呼吸、對(duì)環(huán)境友好的建筑”。發(fā)電膜是什么含太陽(yáng)能發(fā)電裝置的超輕薄膜，用來(lái)發(fā)電，以達(dá)到零排放。德國(guó)館場(chǎng)館主題:和諧都市造型亮點(diǎn):懸浮于空中的建筑展館面積:6000平米展館位置:C片區(qū)開(kāi)放狀的建筑外形輕盈而飄逸

5、，似乎在向參觀者們發(fā)出真摯的邀請(qǐng)。“嚴(yán)思”、“燕燕”——兩位特殊的虛擬講解員，將陪伴每一位參觀者穿行于各個(gè)展館。穿越了一條充滿典型德國(guó)都市畫(huà)面的“動(dòng)感隧道”后，參觀者們便會(huì)踏入“和諧都市”內(nèi)設(shè)計(jì)布置奇妙的體驗(yàn)空間。有用燈光、色彩和聲響打造的“人文花園”、展示德國(guó)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的“發(fā)明檔案館”和“創(chuàng)新工廠”、展示各種德國(guó)發(fā)明的新型材料的“材料之園”?！皠?dòng)力之源”展廳頂端懸掛著巨大的、表面浮動(dòng)著多種圖像和色彩的金屬感應(yīng)球。進(jìn)入大廳的參觀者將被分為兩組一起呼喊。金屬球?qū)⒁葡蚝袈暩蟾R的那組，并變化其球面的圖案和色彩。金屬球靜

6、止后其表面會(huì)呈現(xiàn)地球、地球孕育種子、種子又變成花的生命誕生的過(guò)程。展館由自然景區(qū)和展館主體組成，外墻包裹透明的銀色發(fā)光建筑膜，主體由四個(gè)頭重腳輕、變形劇烈、連成整體卻輕盈穩(wěn)固的不規(guī)則幾何體構(gòu)成，闡釋了“和諧城市”的主題。2，膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,是由多種高強(qiáng)薄膜材料(PVC或Teflon)及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式.（1）類型膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)

7、構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類.充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差(一般在10㎜～30㎜水柱之間),室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實(shí)現(xiàn)較大的跨度.張拉膜結(jié)構(gòu)則通過(guò)柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優(yōu)美靈活.（2）歷史世界上第一座充氣膜結(jié)構(gòu)建成于1946年，設(shè)計(jì)者為美國(guó)的沃爾特·勃德（W.Bird），這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國(guó)斯圖加特召開(kāi)的第一屆國(guó)際充氣結(jié)構(gòu)會(huì)議，無(wú)疑給充氣膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)在1970年大阪世界博覽會(huì)上。其中具有代

8、表性的有蓋格爾設(shè)計(jì)的美國(guó)館（137m×7m8卵形），以及川口衛(wèi)設(shè)計(jì)的香腸形充氣構(gòu)件膜結(jié)構(gòu)。后來(lái)人們認(rèn)為70年大阪博覽會(huì)是把膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地、商業(yè)性地向外界介紹的開(kāi)始。張拉形式膜結(jié)構(gòu)的先行者是德國(guó)的奧托（F.Otto），他在1955年設(shè)計(jì)的張拉膜結(jié)構(gòu)跨度在25m左右，用于聯(lián)合公園多功能展廳。由于張拉膜結(jié)構(gòu)是通過(guò)邊界條件給膜材施加一定的預(yù)張應(yīng)力，以抵抗