科普为什么要造充气建筑薄壳建筑又有哪些优

你听说过充气建筑和薄壳建筑吗？他们是如何建成的你知道吗？今天小编带大家了解一下。

充气建筑，是不用钢材和砖木作建筑材料，而是采用橡胶涂层薄膜材料，通过鼓风机吹胀成型的建筑。充气建筑是一种和传统建筑完全不同的新颖建筑方式，其实它的原理十分简单，就像吹气球一样，通过空气在建筑内部对薄膜产生压力，使封闭的薄膜袋囊达到要求的造型，从而形成建筑空间。充气建筑的优点是:拼造方便，施工简易，施工期短，造价较低，特别适用于临时使用的建筑物，像展览会、博览会、旅游季节的临时商业和饮食供应点、临时仓库等，但有时也用于永久性大型建筑物，如体育馆等。

充气建筑的构造有两类:一类是“气囊式”，它是用高强度的薄膜材料制成充气的梁、拱、柱等基本构件，再用它们组装成一定的空间结构。年在日本大阪举办的国际博览会上，展示了一座大型气囊式建筑—“富士馆”:16根直径4米、长度78米的充气圆柱，弯曲形成了一列圆拱券状的柱列气柱”的两端固定在地面的钢筒里，每隔一定高度用薄膜带联系并固定成型，展馆两端各留10米宽的出入口。由于它不再需要在建筑物内部不断补充空气，因而被称为“自承式”充气建筑。

另一类被称为“气承式”的充气建筑，是用薄膜制成屋顶或整座建筑，通过内部不断的充气使屋顶成型。一般只需要保持室内气压为室外气压的1.～1.倍，就可以保持建筑造型不变。同时，为建筑充气，还可以解决大型公共建筑内空气流通的问题。目前最大的气承式充气建筑是美国密歇根州的庞蒂亚克多功能体育馆，它可容纳8万多位观众。这座“充气”体育馆呈八角形，屋顶采用0.8毫米厚的玻璃纤维薄膜外面涂有特氟隆防水层，呈银白色，因而又被称为“银穹”体育馆。半透明的薄膜屋顶，白天可利用自然光线采光，节约了照明用电。整座建筑用12.6米间距的钢索加以稳定，跨度达到米，高15.2米，覆盖面积达平方米，用29台鼓风机向里面送风充气，以保持每平方厘米22.25牛的内部压力。这座建筑的造价只有同样规模体育馆的1/3，施工时间也缩短了9个月。

薄壳建筑是用钢筋混凝土建造的一种曲面壳体建筑，可以单独作为屋顶，也可以连墙壁整体都是薄壳，由于它的厚度相对于建筑的空间跨度来说是很薄的，因此被称为薄壳。例如数十米跨度的薄壳结构，厚度只有4～5厘米，这个比例甚至比鸡蛋壳还薄。目前世界上跨度最大的薄壳建筑，是法国巴黎的法国工业技术中心展览馆，它是一个三角形的建筑，每边跨度达到米，高48米，总面积9万平方米，采用双层薄壳，壳的厚度仅6.01～12.1厘米，底部厚顶部薄，厚度只有跨度的1/0左右。

薄壳结构的优点较多，因为它很薄，就比同样跨度的其他结构的重量要轻得多，因而可以节约很多材料。薄壳是曲面壳体，比同样厚度的平面板刚度要大很多，而且能把所受的压力，均匀地扩散到整个曲面上，因而能承受很大的重量（在建筑上称荷载）。就像很薄的蛋壳，可以承受相对体重很大的母禽，在孵化过程中不会被压破。同时，薄壳是整体连续的屋盖结构，比用小块材料砌成的拱券结构整体性要强很多，对抗地震十分有利。

薄壳结构用混凝土浇制而成，采用木或钢模板，可以较容易地建造各种曲面的壳体，塑造出一些十分优美的建筑造型有的像波浪起伏、有的像花朵。印度新德里建造的一座教堂因其薄壳建筑的造型像一朵正在开放的莲花，因而被称为莲花教堂。著名的悉尼歌剧院，是用肋拱和球面壳板组装而成的一种薄壳建筑，优美的造型就像一组海滩上的贝壳。

如果屋面的位置很高，薄壳的模板也可以在地面上制作待薄壳屋顶在地面上浇筑完成达到要求的强度后，再用一种称为“顶升法”的施工方法，用千斤顶将其升高到设计要求的位置上。

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