详细说明
1、 膜结构
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式,它以性能优良的织物为材料,或是向膜内充气,由空气压力支撑膜面,或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。自从上世纪七十年代以来,膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案。
大阪万国博览会中的美国馆采用了气承式空气膜结构。这个拟椭圆形、轴线尺寸为140m×83.5m的展览馆是世界上第一个大跨度的膜结构,而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂层的玻璃纤维织物。作为一种真正的现代工程结构,大阪万国博览会的展览馆标志着膜结构时代的开始。自此以后,膜结构在世界范围内得到了迅猛的发展。从跨度来说,美国庞提亚克的银色穹顶气承式空气膜结构的平面有234.9m×183m,开始采用聚四氟乙烯(PTFE)涂层的玻璃纤维织物,类似的大型体育馆在北美就建了九座。从面积来说,沙特阿拉伯吉大机场候机大厅的悬挂膜结构占地42万m2。作为膜结构一种新形式,索穹顶于1988年首先用在汉城奥运会的体操馆与击剑馆,其后又在一些体育建筑中得到推广,例如1996年亚特兰大奥运会的佐治亚穹顶,拟椭圆形的尺寸达240m×193m。为了庆祝新千年的到来,英国在伦敦建成了直径达320m的千年穹顶。整个展览大厅总面积为8万m2,覆盖其上的是72块涂聚四氟乙烯的玻璃纤维织物板,千年穹顶以其独特的膜结构,显示了当今建筑技术与材料科学的发展水平。
中国现代空间结构的发展受到了西方国家先进技术的影响。近几年来,在膜结构应用上显示了活跃的趋势。虽然一开始工程规模不大,但已逐渐扩展到更大的面积和跨度。所采用的技术与材料在某种程度上还要依靠国外,但预计会有更多的工程依靠自己的力量来完成。
2、膜材
膜结构只有在材料问题得到解决之后才得以大量推广应用,因此关键问题是要提供满足功能要求、耐久性好与经济的膜材。用于膜结构有二种主要建筑织物,即涂敷聚四氟乙烯(PTFE)的玻璃纤维织物和涂敷聚氯乙烯(PVC)的聚酯织物。PTFE玻璃纤维织物具有强度高、半透明、耐火不燃以及自洁性好等优点。虽然材料的保证年限是25年,但按照实际使用的经验,实际使用寿命将会更长。玻璃纤维膜材的唯一缺点是价格较贵。PVC聚酯织物与玻璃纤维织物相比,其强度等性能稍差,使用年限也较短,但价格却很便宜,大约在1/5左右。为了改进其性能可在涂层外再加一层面层,聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)。这种面层能保护织物抵抗紫外线的侵蚀,并改进其自洁性。
目前国内有好多厂家都能生产PVC涂层的聚酯织物,但其性能尚未完全达到建筑织物的要求,作为建筑用的永久性材料尚需进一步提高。最近有些公司正在试制有PVDF面层的聚酯织物和PTFE玻璃纤维织物,外观与性能都大有改进。