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膜材介紹
膜結(jié)構(gòu),又叫張拉膜結(jié)構(gòu)(Tensioned Membrane structure),是以建筑織物,即膜材料為張拉主體,與支撐構(gòu)件或拉索共同組成的結(jié)構(gòu)體系,它以其新穎獨(dú)特的建筑造型,良好的受力特點(diǎn),成為大跨度空間結(jié)構(gòu)的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纖維基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂層,配以優(yōu)質(zhì)的PVC組成的具有穩(wěn)定的形狀,并可承受一定載荷的建筑紡織品。它的壽命因不同的表面涂層而異,一般可達(dá)成12—50年。
膜結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域:
膜結(jié)構(gòu)是一種全新的建筑結(jié)構(gòu)形式,它集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工與材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體,具有很高技術(shù)含量。其曲面可以隨著建筑師的設(shè)計(jì)需要任意變化,結(jié)合整體環(huán)境,建造出標(biāo)志性的形象工程。
藝術(shù)性:充分發(fā)揮建筑師的想象力,又體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件清晰受力之美。
經(jīng)濟(jì)性:由于膜材具有一定的透光率,白天可減少照明強(qiáng)度和時(shí)間,能很好地節(jié)約能源。同時(shí)夜間彩燈透射形成的絢爛景觀也能達(dá)到很好的廣告宣傳效益。
大跨度:膜結(jié)構(gòu)可以從根本克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度(無(wú)支撐)建筑上實(shí)現(xiàn)所遇到的困難,可創(chuàng)造巨大的無(wú)遮擋可視空間,有效增加空間使用面積。
自潔性:膜建筑中采用具有防護(hù)涂層的膜材,可使建筑具有良好的自潔效果,同時(shí)保證建筑的使用壽命。
工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工廠內(nèi)完成,可減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間,避免出現(xiàn)施工交叉,相對(duì)傳統(tǒng)建筑工程工期較短。膜建筑可廣泛應(yīng)用于大型公共設(shè)施:體育場(chǎng)館的屋頂系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)大廳、展覽中心、購(gòu)物中心、站臺(tái)等,又可以用于休閑設(shè)施、使用工業(yè)設(shè)施及標(biāo)志性或景觀性建筑小品等
膜功能應(yīng)用
膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用
膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)自重輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,具有良好的造型和自潔性,施工簡(jiǎn)單快捷,適合以下各種場(chǎng)合使用:
大型體育館 、網(wǎng)球場(chǎng)、羽毛球場(chǎng) 大型采光屋面 大禮堂 候機(jī)、候車大廳 展覽館 展覽廳 大型公共、公用空間 商業(yè)公用空間 各種公路收費(fèi)站、加油站 門廳 休閑公園
膜結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)
透光性半透明是膜結(jié)構(gòu)最顯著的特征,與其它材料相比,無(wú)論是在美觀上或是在操作上,都有顯著的優(yōu)越性;散射光線,消除眩光,能將光線廣泛地漫射到其內(nèi)部空間;材料內(nèi)部涂層具有較高的反射率,能在夜間保持室內(nèi)的照明效果;夜間逆光照射下表面發(fā)光;自然照明,節(jié)省能源。
能源節(jié)省膜結(jié)構(gòu)外形美觀,同時(shí)又為人們創(chuàng)造了自然光采光的環(huán)境,與玻璃材料相比,它大大減少了熱量的傳遞,與不透光的材料相比,減少了室內(nèi)照明用電,使用膜結(jié)構(gòu)對(duì)能源問(wèn)題的影響:在熱帶地區(qū),減少了空調(diào)制冷用電量;在寒冷地區(qū),增加了室內(nèi)取暖設(shè)備的用電。
聲學(xué)效果建筑聲學(xué)主要是A、 排除外界噪聲 B、吸收室內(nèi)回音 膜結(jié)構(gòu)的膜材料,能讓室內(nèi)0-60HZ的低頻率噪音透過(guò),較大面積和較高特殊需求的,可以采用專門的內(nèi)膜材料,吸收噪聲;當(dāng)然,膜材料對(duì)外部噪音減少阻隔能力是有限的,因此當(dāng)對(duì)外部隔噪聲要求較高時(shí),膜材料可能是不適合的。
防火膜材料完全滿足防火規(guī)范的要求,因此在高度和間隙度允許下,膜結(jié)構(gòu)適合于任何一種建筑,通常自動(dòng)滅火系統(tǒng)對(duì)膜材料是適合的,防火設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從總體考慮。

設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)與建筑的完全結(jié)合,找形來(lái)保證系統(tǒng)的靜態(tài)平衡;應(yīng)力分析非線性及大變位;膜結(jié)構(gòu)找形的互反雙曲面;適合各不同地區(qū)的風(fēng)雪荷載。

膜結(jié)構(gòu)建筑造型豐富多彩,千變?nèi)f化,按照支承方式分為充氣式膜結(jié)構(gòu)、張拉膜結(jié)構(gòu)和骨架支承膜結(jié)構(gòu)。
1.骨架式膜結(jié)構(gòu)
以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架,在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式,下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高,因屋頂造型比較單純,開(kāi)口部不易受限制,且經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn),廣泛適用于任何大,小規(guī)模的空間。
2.張拉式膜結(jié)構(gòu)
以膜材、鋼索及支柱構(gòu)成,利用鋼索與支柱在膜材中導(dǎo)入張力以達(dá)安 定的形式。除了可實(shí)踐具創(chuàng)意,創(chuàng)新且美觀的造型外,也是最能展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)精神的構(gòu)造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構(gòu)成鋼索網(wǎng)來(lái)支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),且具豐 富的表現(xiàn)力,所以造價(jià)略高于骨架式膜結(jié)構(gòu)。
3.充氣式膜結(jié)構(gòu)
充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊,利用送風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后,使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差,以抵抗外力,因利用氣壓來(lái)支 撐,及鋼索作為輔助材,無(wú)需任何梁,柱支撐,可得更大的空間,施工快捷,經(jīng)濟(jì)效益高,但需維持進(jìn)行24小時(shí)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),在持續(xù)運(yùn)行及機(jī)器維護(hù)費(fèi)用的成本上較高。
 
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