Bạt Căng Kiến Trúc là một loại cấu trúc chỉ chịu lực căng và không chịu lực nén hoặc uốn cong. Cấu trúc bạt căng thường được sử dụng như mái che do chúng có khả năng vượt qua các khoảng cách lớn một cách kinh tế và hấp dẫn. Loại cấu trúc này thường xuất hiện trong các cơ sở thể thao, nhà kho và những địa điểm triển lãm. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu ngắn gọn về các loại, hình dạng và ưu điểm của cấu trúc bạt căng.
Lịch Sử của Cấu Trúc Bạt Căng
Phát triển đầu tiên về tính toán thực tế về căng và biến dạng của cấu trúc bạt căng, vỏ và màng được thực hiện bởi kỹ sư Nga Vladimir Shukhov. Ông thiết kế tám cấu trúc bạt căng và pavilions vỏ mỏng cho Hội chợ Nizhny Novgorod năm 1896, bao phủ diện tích 27,000 mét vuông. Trong thời đại gần đây, cấu trúc bạt căng đã trở nên rất phổ biến và được sử dụng ở nhiều địa điểm. Một số công trình nổi bật bao gồm OlympiaPark ở Munich, The Millennium Dome ở London và Ashford Designer Outlet ở Vương quốc Anh.
Các Loại Cấu Trúc Bạt Căng
Phân loại cấu trúc bạt căng được thực hiện dựa trên mặt phẳng mà lực căng đang hoạt động trong cấu trúc. Dựa trên cơ sở này, cấu trúc bạt căng được chia thành các loại sau.
1. Cấu Trúc Bạt Căng Tuyến Tính
Cấu trúc bạt căng tuyến tính là cấu trúc mà tất cả các thành viên đều chịu lực căng. Những thành viên tuyến tính này được hỗ trợ bởi các thành viên chịu lực nén, nhưng tải trọng chính được chuyển bởi các thành viên chịu lực căng. Ví dụ phổ biến cho cấu trúc này là cầu treo dây. Các cột chính hoạt động như thành viên chịu lực nén, nhưng toàn bộ tải trọng được chịu bởi các dây chịu lực căng.
2. Cấu Trúc Bạt Căng Ba Chiều
Cấu trúc bạt căng ba chiều là một tập hợp các yếu tố chủ yếu chịu lực căng, với lực nén được chuyển đến một cột trung tâm và xuống đất. Sự xuất hiện phổ biến nhất của căng ba chiều có thể thấy ở các địa điểm thể thao và thường được sử dụng như mái che cho các công trình này.
3. Cấu Trúc Bạt Căng Áp Lực Bề Mặt
Cấu trúc bạt căng áp lực bề mặt giống như các loại cấu trúc bạt căng khác, nhưng các thành viên bề mặt là các thành viên chịu lực căng. Cấu trúc bạt áp lực bề mặt là ví dụ xuất sắc, trong đó các cột dọc giữ cho bạt thiết kế đặc biệt ở trạng thái căng.
Các Hình Dạng của Cấu Trúc Bạt Căng
Bốn hình dạng cơ bản được sử dụng trong cấu trúc bạt căng bao gồm:
1. Cấu Trúc Bạt Căng Hình Nón
Hiệu quả cao cho việc che phủ diện tích lớn, cấu trúc bạt căng hình nón dễ nhận biết bởi hình dạng giống như lều trại. Thiết kế hình nón có thể bao gồm một hoặc nhiều trụ trên cùng và các cột hỗ trợ phía dưới. Cấu trúc nón đặc biệt hiệu quả ở những khu vực cần tuân thủ các quy định về tải nước mưa hoặc tuyết cao.
2. Cấu Trúc Bạt Căng Hình Hypar hoặc Anticlastic
Là một trong những loại cấu trúc bạt căng phổ biến nhất do vẻ ngoại hình tinh tế, hình dạng hypar (hyperbolic paraboloid) nổi bật với khả năng giữ hình dạng và thoát nước tốt. Những cấu trúc này dựa vào hai đường cong đối lập, còn được gọi là anticlastic, để giữ vững. Loại cấu trúc này rất lý tưởng cho việc tạo bóng ở khu vực ngồi hoặc lối đi có lưu lượng người đi lại cao.
3. Cấu Trúc Bạt Căng Hình Cung Song Song hoặc Hộp Quả Cầu
Những thiết kế cung song song với đường cong đối xứng tạo ra một mái che bạt căng vô cùng chức năng có thể trải dài qua các khoảng cách lớn như một sân vận động hoặc các khu vực nhỏ như lối vào. Tùy thuộc vào khoảng cách, hệ thống cung hộp có thể là cách tiết kiệm chi phí để tích hợp bạt căng vào dự án do tính lặp lại của thiết kế và hiệu quả của vật liệu.
4. Cấu Trúc Bạt Căng Lưới Dây và Bạt Căng Màng
Đối với các ứng dụng mái che bạt căng trải dài trong khoảng cách lớn như sân vận động hoặc không gian rộng, cấu trúc mạng dây 3D hoặc các hệ thống lưới dây là một giải pháp hiệu quả cho kiến trúc bạt căng nhẹ.
Ưu Điểm của Cấu Trúc Bạt Căng
- Bảo vệ môi trường (nắng, mưa, gió)
- Tính trong suốt nói chung, khả năng thiết kế hiệu ứng ánh sáng
- Nhẹ và bền
- Vô số khả năng hình thể, đặc tính nổi bật
- Thời gian xây dựng ngắn, sản xuất cấu trúc ngoại tại, thời gian gián đoạn trang trại ít
- Khoảng cách lớn
- Khả năng tái chế và thân thiện với môi trường
- Sự thích ứng với các công nghệ xây dựng hiện tại (thép, kính, xi măng, đá)
- Sự đơn giản trong việc bảo dưỡng và dễ sửa chữa hoặc thay thế.