城市公共户外坐具的结构 - 桦晨玻璃钢

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城市公共户外坐具的结构

城市公共户外坐具主要有固定结构和可拆装结构两种类型。 固定结构的坐具主要是通过焊接、水泥黏结剂等连接方式,将各种金属、石材、混凝土等材料接合到一起,此类家具由于需要永久固定于户外空间,因而在材料选择上要有良好的防腐性、易清洁性和耐热耐压性。固定结构虽然可以使坐具更为牢固、耐用,但同时为后期的维修保养带来了一定困难,各部件拆卸、维修、替换费事费力。而可拆装结构的坐具则是以螺栓等金属紧固件作为产品各部分的连接件,这样虽然可以使产品后期维修保养更加便利,但结构稳定性和牢固性较差,长期使用易受外界环境影响,因连接件腐蚀生锈发生各种事故。


阳光,空气、水创造了生命,同时也创造了世界,阳光是人类赖以生存的基本物质条件。光能一直是人类持续开发的资源,光赐予我们无限恩惠,不仅照亮了世界,而且给予人类温暖,人类在阳光的沐浴下发育成长,繁衍子孙。但过量的太阳辐射也会对人们的生产、工作等产生消极影响,如果长期处于强烈光线照射下,就很容易产生疲劳和紧张、视力下降、精神疲倦等情况,医学上还发现过度的光照会引起皮肤灼伤和剧烈头痛。 而城市户外空间作为游憩、交往、集会等一系列户外日常生活行为的物质载体,人们在不同程度上都要参与其中,如何营造出一个舒适、安全、高效的光照环境就成为值得深思的问题。



户外遮阳产品是城市公共户外家具中较为常见的一类,从名称上就可以看出它的主要用途即为人们在户外空间中的各类活动遮挡阳光,同时在风雨等恶劣天气时也可做临时性遮蔽场所。户外公共空间常用的遮阳产品主要有两种形式:一种是传统意义上的固定结构遮阳篷,它主要以金属格栅、PVC复合材料、高强度柔性薄膜、玻璃纤维等材料与金属支撑构件或拉索等组成骨架结构或张拉结构。此类产品既能满足遮挡阳光和风雨的基本功效,而且造型美观大方、新颖独特,为户外空间整体氛围的营造增光添彩,常用于街道、广场、展馆等人群密集的户外公共空间(图3-26)。另一种是非传统意义的篷,种类繁多,如图3-27所示,左侧图片为借助建筑挑檐、门头等建筑结构部件来实现遮阳作用,右侧图片则是在一些邻近建筑物的公共座椅周围设置的防止高空落物伤人用的安全措施,也可以起到一定的遮阳效果。


在现代户外空间中使用较为普遍的为固定结构形式的遮阳伞,因而本书将对此进行重点研究。薄膜结构遮阳篷应该说是由来已久,在远古时代人类就开始利用树木枝叶及兽皮来搭建用以遮风蔽雨的“帐篷” ,这就是其原始雏形。而现代薄膜结构起源于20世纪初,它以高强度柔韧性薄膜为覆盖材料,通过引入初始预张力并与支撑及张拉体系相结合,形成具有一定刚度并能承受一定外荷载的空间结构。 1967年在加拿大蒙特利尔举办的世界博览会中,张拉膜结构的德国馆令人叹为观止,这也使薄膜结构真正登上了建筑历史的舞台。近年来,由于其具有丰富的艺术表现力以及完全不同于传统结构的优异力学性能,深受众多设计师的青睐,因而也由建筑延伸到其他众多领域,广泛应用于各种城市景观小品、户外固定篷的设计中。根据构造和受力特点,薄膜结构遮阳篷可大致分为张拉膜结构和骨架式膜结构两大形式。


张拉膜结构遮阳篷以钢索、钢结构构件等为边界,通过张拉边界或顶升飞柱等手段给膜面施加张力、维持设计的形状并承受荷载,可以充分利用自然光,减小能源损耗,适用于跨度较大的空间形式。它将产品的自然美、技术美、艺术美完美地结合在一起,造型自由独特,极富艺术感染力,设计师可以随心所欲地发挥他们的想象力和艺术创造力。各类遮阳篷设计,首先张拉膜结构是一种力与形的统一,产品的艺术美来源于自然美与技术美的结合,通过对自然界事物形态构成中力的借鉴与创造,使结构技术之美孕育自然美;其次张拉膜结构是一种形与意的统一,其以最轻、最省的预张力结构形态给人德 们以美感,以最科学的结构创造出最美的形态,以技术美创造艺术美。骨架式膜结构遮阳篷是20世纪80年代兴起的另一种较常用的薄膜结奎构,它的主体结构由刚性骨架构成,膜为覆盖材料,在变形后参与承担外荷载并传递荷载给主结构(图3-30)。与张拉膜结构不同的是,骨架式膜结构的主要承重构件为刚性骨架,而膜体本身是局部范围内的承重单元,主要起维护作用,是辅助受力构件。 因此,薄膜材料特有的结构承载作用无法得到充分的发挥,而刚性结构又存在稳定问题,使骨架式膜结构的跨度受到一定的限制,造型亦有限制,因此仅适用于跨度较小的空间形式。但由于该类结构构造简单,设计难度相对较低,施工较为简便,因此应用广泛。此外,膜材料是膜结构中最重要的组成部分,它的作用是与钢筋和混凝土等同的,被称为“第五代建材”。简言之,(膜材料就是高分子聚合物涂层与交叉编织的基材层按所需要的厚度、宽度,通过某些特定的加工工艺粘合在一起的产物。膜材料根据表面的聚合物涂层和基材不同,一般分为三类:A种膜[玻璃纤维基材,聚四氟乙烯涂层(PTFE)]、B种膜[玻璃纤维基材,硅酮涂层(silicon)]、C种膜[聚酯长丝基材,聚氯乙烯涂层(PVC)]。其中A种膜耐久性能较好,在大气环境中不会发黄、霉变和产生裂纹,也不会受紫外线的作用而变质,广泛应用于美洲和日本等国家; C种膜具有较好的拉伸性,易于制作,但这种膜材料的耐久性和自洁性较差,易老化和变质,在欧洲常用;而B种膜因自身性能等原因很少采用。同时,随着材料技术的不断发展,20世纪80年代在美国、日本出现了无织物基材的透明膜材料乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE),其透光光谱与玻璃相近,俗称“软玻璃”,目前仅德国、美国、日本等国少数几个公司可生产,国内使用较少。







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