时间:2024-11-04 19:07
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目前,膜结构建筑中相当常用的材料主要有聚四氟乙烯(PTFE)膜材、聚氯乙烯(PVC)膜材和加面层的PVC膜材:PVDF膜材和PVF膜材。PTFE类膜材料商品名叫特氟隆(Teflon),是在玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂(简写PTFE),树脂含量大于90%。PTFE膜的特征是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较,材料费与加工费高,且柔软性低,在施工上为避免玻璃纤维被折断,须有的工具与施工技术。
用的是聚乙烯膜,或以聚乙烯和聚氯乙烯热熔后制成的复合膜,其抗紫外线及自洁性强,此种膜张力强度不大,属于半结构性的膜材。 织布合成膜:以聚酯、玻璃、纤维织成的基材,双面涂以PVC树脂,再用热熔法覆盖聚氟乙烯膜,制成复合膜。 张拉式薄膜结构 张拉式薄膜结构亦称帐篷结构,或预应力薄膜结构。由于膜材很轻,为了结构的稳定性,在薄膜内施加较大的预应力,因此,薄膜曲面总有负高斯曲率。 张拉膜结构的边界可以是刚性边缘构件,也可以是柔性索。 张拉式索膜体系富于表现力、结构性能强,但造价稍高,施工精度要求也高。 膜的找形及裁剪、钢索的布置等是张拉膜结构设计的关键。上海八万人体育场 骨架式薄膜结构 骨架式薄膜结构实质为依靠下部的钢骨架承受荷载,膜材主要起围护结构的作用。因膜材重量轻,可以减轻下部钢结构的自重。 骨架式索膜建筑常在某些特定的条件下被采用,是由于其结构方式本身的限性:骨架体系自平衡,膜体仅为辅助物,膜体本身的强大结构作用发挥不足等,有人将其称之为二次重复结构。骨架方式与张拉方式的结合运用,常可取得更富于变化的建筑效果。骨架式索膜体系建筑表现含蓄,结构性能有一定的限性,造价低于张拉式体系。 国家体育中心“鸟巢” 能容纳10万人(2万临时),开合屋盖:长轴340m,短轴294m。 建筑及结构特点: 围护结构为覆盖膜,钢承重骨架。 结构特点: 24根钢柱等距布置,主桁架高度12.5m,主要杆件截面为1.2m 1.2m的箱形断面 主钢架平面外的稳定由与其相交的次结构。 充气式薄膜结构 充气式索膜建筑历史较长,但因其在使用功能上明显的限性,如形象单一、空间要求气闭等,使其应用面较窄。但充气式索膜体系造价较低,施工速度快,在特定的条件下又有其明显的优势。
膜结构的运用范围不仅只限于体育、展览建筑,还向房屋和景观建筑等各个方面进行扩展。其实膜结构工程规模可大可小,有街头小品,也有候机大厅、体育场等。而使用寿命也可长可短,可以是临时性的展篷,也可以是长达30年以上的长期建筑。其彩可素也可花,膜材料其实就像布一样,我们可将它染成各种花,尤其是膜材料中的半透明性能,使夜空中的膜建筑在灯光的照射下,会呈现出梦幻般的彩。膜结构建筑中都所采用了具有防护涂层的膜材料,所以具有良好的一个自洁效果,可利用雨水的自然冲刷来进行建筑物的外观清洁,与此同时也确保了建筑的使用寿命。另外,膜结构还具有方便运输、容易更新及不容易积雪等的优点。
膜结构中的索、膜构件只能承受拉力、不能承受压力和弯矩作用,对外荷载的抵抗主要通过变形来实现,因而膜结构在外荷载作用下变形较大,计算时应考虑结构的几何非线性。膜材是非线性材料,其应力应变曲线在应力较大时变化较大,但通常设计应力比断裂强度小的多,此时可近似认为膜材是线弹性的。