美国科罗拉多州的丹佛国际机场打破了传统模式, 在候机大厅上采用了膜结构, 这座矗
立在洛矶山旁的帐篷形建筑, 为在大跨度公共建筑上应用张拉结构树立了典范。 由于结构工
程师与建筑师的共同策划, 丹佛机场候机大厅屋盖在缩短施工工期、 节约能源与降低造价上
充分显示了膜结构的优点, 满足了业主的要求。 按照施工计划, 要求东西停车一库与候机大
厅同时进行, 这使进入场地受到限制, 对整个安装十分不利, 而轻质的膜结构就可以很好地
解决这一问题而缩短工期, 使机场在1993年底揭幕成为可能。
透明的膜材屋盖加上周围的玻璃墙使整个大厅光线充足。 屋盖由两层上下相距60cm 的
织物组成, 其内层作为隔热与吸声用。 双层屋盖的透明度约为7%。 此外, 玻璃墙也透光,
从而在白天大部分情况下不需人工照明。 其结果是大大降低了能量消耗与运转费用。
整个大厅长274m, 宽67m, 由17个帐篷形单元组成。 单元间距18.3m, 由两排相距
45.7m的立柱支承, 桅杆式的立柱自大厅地面拔地而起, 高31.7m, 支撑着膜材屋顶。 这种结
构造型表现为山峰起伏, 与远处洛矶山互相辉映, 同时也为候机大厅提供了较大的内部空间。
张拉结构主要由只能受拉力的杆件组成。 这些杆件所特有的方向性指明特定的杆件以其
适合的外形来承受特定的荷载。 在丹佛国际机场的屋盖结构中设有脊索与谷索。 脊索承受向
下的荷载, 如结构自重与雪荷载; 而谷索则抵抗主要是向上或向外吸力的风荷载, 膜材就在
这些脊索、 谷索以及周围的悬链状边索间张紧成双曲面, 膜面在预先确定的预应力状态下保
持平衡。 在膜材内面还设有一组次索, 一部分与脊索及谷索正交相连, 一部分斜向连接立柱
顶部与下部拉结处。 这些索所处的位置与形状能在某种临界工况下避免膜材出现过大应力。
此外, 当邻近膜材一旦撕裂或需要更换时, 这些索可以承受膜材中的力而成为结构的赘余杆
件。 整个膜材屋面面积有35000m2 而不需设置伸缩缝, 这是由于织物体系的柔性能轻易地
吸收温度变形而不影响膜的应力水平。
由于结构体系的重量轻并具有很大的柔性, 因此, 对风雪之类外荷载的大小、 分布情况
及其对结构的效应都要慎重对待。 结构的自重小于0.1kN/m2, 而雪荷载可能是静荷载的20
倍。 风、 雪荷载的影响采用以下方法综合进行研究: 长期气象数据的统计评定、 模型试验与
计算机分析。 风荷载分布是在边界层风洞中采用刚性模型确定, 考虑了一些有代表性的工
况, 包括阵风效应。 屋顶雪荷载是根据25年气象记录采用计算机模拟求得。 屋面几何形状
对雪飘移的影响则以模型试验进行研究。 屋盖结构分析所依据的临界雪荷载分布图形取自上
述研究。
丹佛国际机场屋盖在设计中采用了最新的技术, 建造时采用了先进的材料, 使这个建筑
成为一个重要的里程碑。