膜結(jié)構(gòu)材料的特點(diǎn): 重量輕、強(qiáng)度高、防火難燃、自潔性好,不受紫外線影響、抗疲勞、 耐扭曲、耐老化、使用壽命長(zhǎng)。具有高透光率,熱吸收量很少。正是因?yàn)檫@種跨時(shí)代的膜材料的發(fā)明,使膜結(jié)構(gòu)建筑成為現(xiàn)代化的永久性建筑 膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì)、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問(wèn)題。通過(guò)體形設(shè)計(jì)確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒(méi)有抗壓和抗彎剛度,抗剪強(qiáng)主芤很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預(yù)應(yīng)力來(lái)提高,對(duì)膜結(jié)構(gòu)而言,任何時(shí)候不存在無(wú)應(yīng)力狀態(tài),因此膜曲面形狀較終必須滿(mǎn)足在一定邊界條件、一定預(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)平衡,并以此為基準(zhǔn)進(jìn)行荷載分析和裁剪分析。目前膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動(dòng)力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風(fēng)載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大,且隨著形狀的改變,荷載分布也在改變,因此要精確計(jì)算結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力要用幾何非線性的方法進(jìn)行。
2019-03-14 電議膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,是由多種高強(qiáng)薄膜材料(PVC或Teflon)及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式.膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類(lèi).充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差(一般在10㎜~30㎜水柱之間),室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實(shí)現(xiàn)較大的跨度.張拉摸結(jié)構(gòu)則通過(guò)柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優(yōu)美靈活. 膜結(jié)構(gòu)所用膜材料由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料;涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。PVC材料的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差,但價(jià)格便宜,容易加工制作,色彩豐富,抗折疊性能好。為改善其性能,可在其表面涂一層聚四氟乙烯涂層,提高其抗老化和自潔能力,其壽命可達(dá)到15年左右。Teflon材料強(qiáng)度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好,但它價(jià)格較貴,不易折疊,對(duì)裁剪制作精度要求較高,壽命一般在30年以上,適用于永久建筑。
2019-03-14 電議世界上較好座充氣膜結(jié)構(gòu)建成于1946年,設(shè)計(jì)者為美國(guó)的沃爾特•勃德(W.Bird),這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國(guó)斯圖加特召開(kāi)的較好屆國(guó)際充氣結(jié)構(gòu)會(huì)議,無(wú)疑給充氣膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)在1970年大阪世界博覽會(huì)上。其中具有代表性的有蓋格爾設(shè)計(jì)的美國(guó)館(137m×7m8卵形),以及川口衛(wèi)設(shè)計(jì)的香腸形充氣構(gòu)件膜結(jié)構(gòu)。后來(lái)人們認(rèn)為70年大阪博覽會(huì)是把膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地、商業(yè)性地向外界介紹的開(kāi)始。大阪博覽會(huì)展示了人們可以用膜結(jié)構(gòu)建造永久性建筑。而70年代初美國(guó)蓋格爾-勃格公司(Geiger-Berger Associates)開(kāi)發(fā)出的符合美國(guó)永久建筑規(guī)范的特氟隆(Teflon)膜材料為膜結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于永久、半永久性建筑奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。之后,用特氟隆材料做成的室內(nèi)充氣式膜結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)在大中型體育館中,如1975年建成的密歇根州龐蒂亞克“銀色穹頂”(橢圓形220×159m),1988年建成的日本東京體育館(室內(nèi)凈面積4,6767㎡)。
2019-03-14 電議工程應(yīng)用體育設(shè)施--運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、體育場(chǎng)、健身中心、游泳館、網(wǎng)球館、籃球館、溜冰場(chǎng)等景觀設(shè)施--建筑入口、泳池小品、小區(qū)長(zhǎng)廊、戶(hù)外廣場(chǎng)、公園小品、標(biāo)識(shí)性建筑等交 通 設(shè) 施--候機(jī)大廳、登機(jī)樓、火車(chē)站臺(tái)、公交車(chē)站、收費(fèi)站、碼頭、加油站、停車(chē)棚、天橋連廊商業(yè)設(shè)施--商場(chǎng)、購(gòu)物中心、酒店、餐廳、商店門(mén)頭(挑檐)、售貨亭、展覽館、批發(fā)中心、商業(yè)街文化設(shè)施--展覽中心、劇場(chǎng)、會(huì)議廳、博物館(海洋館、水族館等)、植物園、音樂(lè)廣場(chǎng)樂(lè)園等工業(yè)設(shè)施--工廠、倉(cāng)庫(kù)、污水處理中心、科研中心、碼頭、溫室、物流中心、船塢等標(biāo)示性建筑--城市與地方標(biāo)志、公元入口標(biāo)識(shí)、展覽會(huì)標(biāo)志等室內(nèi)膜建筑--室內(nèi)造型、裝修裝飾、大廳、入口等
2019-03-14 電議使用膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一: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。膜建筑屋面重量?jī)H為常規(guī)鋼屋面的1/30,這就降低了墻體和基礎(chǔ)的造價(jià)。同時(shí)膜建筑奇特的造型和夜景效果有明顯的“建筑可識(shí)性”和商業(yè)效應(yīng),其價(jià)格效益比更高。二: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。三:自潔性 - 自始至終保持潔白美麗 膜材料具有極高的非粘著性,在我們?nèi)粘J褂貌徽村仌r(shí)就可以體會(huì)到這一特性。膜材料的表面不僅不易附著臟物及灰塵,而且其表面的灰塵會(huì)被雨水自然地沖洗干凈,所以經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年使用仍然保持外觀的潔凈及室內(nèi)的美觀。四:透光性 - 充滿(mǎn)自然光的明快空間 白天,陽(yáng)光透過(guò)膜面使建筑物內(nèi)充滿(mǎn)夜自然漫射光。夜晚,室內(nèi)燈光透過(guò)膜面給空增添了夢(mèng)幻般的夜景。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)用于體育館、娛樂(lè)設(shè)施時(shí),可以實(shí)現(xiàn)全天內(nèi)的舒適相結(jié)合的理想的商業(yè)空間。五:大跨度 - 無(wú)柱大空間 膜結(jié)構(gòu)建筑中所使用的膜材料很輕,每平方米的重量只有1公斤左右。因此膜結(jié)構(gòu)可以從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在無(wú)柱大跨度建筑上所遇到的困難,可以創(chuàng)造出巨大的無(wú)柱大空間。六:輕量結(jié)構(gòu) - 抗災(zāi)、救災(zāi)威力大 膜材料與其他建筑材料相比要輕的多,屋頂采用了膜材料的建筑物,具有極強(qiáng)的抗震性及良好的安全性。而且,在發(fā)生災(zāi)害時(shí),采用了膜結(jié)構(gòu)的多功能設(shè)施及體育館,其無(wú)柱而明亮的大空間,可以用來(lái)作為臨時(shí)的避難場(chǎng)所、急救中心、抗災(zāi)指揮部等。因此,在危急之時(shí),膜結(jié)構(gòu)建筑可以保護(hù)人們的安全。七:舒暢空間 - 自由的造型 多用途 膜結(jié)構(gòu)建筑21世紀(jì)較具代表性與充滿(mǎn)前途的建筑形式,其打破了以往建筑形態(tài)的模式,以其獨(dú)特新穎、豐富多彩的造型、優(yōu)美的曲線,成為城市的象征性建筑。膜結(jié)構(gòu)建筑提供了多種多樣的用途,不僅可用于體育設(shè)施、交通設(shè)施、商業(yè)設(shè)施、公共設(shè)施等,而且也可以用于充滿(mǎn)魅力及個(gè)性的景觀小品與標(biāo)志性作品,給建筑設(shè)計(jì)師與規(guī)劃師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。八:積雪對(duì)策 - 有利于多雪地區(qū) 在多雪地區(qū),避免建筑物遭受大雪災(zāi)害的維護(hù)管理需要一定的人力和財(cái)力,盡可能的降低其費(fèi)用成為技術(shù)人員的課題。膜結(jié)構(gòu)建筑的膜面屋頂和其他屋頂材料相比不易積雪,只要有比較小的傾斜角度積雪就會(huì)自動(dòng)滑落。而且,由于膜材料的熱傳導(dǎo)率較小,如果采用融雪設(shè)備可以進(jìn)行細(xì)致的融雪操作,充分發(fā)揮加熱裝置的效果,屋頂坡度可以更小。 九:防火性和耐久性 - 理想的建筑用膜材料膜結(jié)構(gòu)建筑具有耐熱性、耐氣候性、耐藥物性、高強(qiáng)度、防火等特性,而且不易老化,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用仍能保持其較初時(shí)的強(qiáng)度。如今廣泛使用的膜材料能很好地滿(mǎn)足對(duì)于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高溫性能,達(dá)到法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本等多國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
2024-02-06 電議膜結(jié)構(gòu)在我國(guó)也不乏工程實(shí)例,其中規(guī)模較大、較具影響力的膜結(jié)構(gòu)要數(shù)1997年竣工的上海八萬(wàn)人體育館看臺(tái)罩棚張拉膜結(jié)構(gòu)工程。但該膜結(jié)構(gòu)為美國(guó)Weidlinger公司設(shè)計(jì)制作,由此也可以看出我國(guó)在該領(lǐng)域與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的差距很大。目前影響我國(guó)膜結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用的主要因素有:國(guó)產(chǎn)膜材料性能差,而進(jìn)口膜材料價(jià)格高;尚無(wú)商業(yè)性的膜結(jié)構(gòu)計(jì)算南輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng);人們對(duì)膜結(jié)構(gòu)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)等。 1970年日本大阪萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上的美國(guó)館和富士館均采用了膜結(jié)構(gòu)建筑,在建筑行業(yè)引起了不小的轟動(dòng)。 在隨后的幾十年,建筑膜結(jié)構(gòu)得到了迅猛的發(fā)展。膜結(jié)構(gòu)大部分由鋼材和索構(gòu)成,另外與結(jié)構(gòu)相結(jié)合的膜材也逐漸走向功能化、智能化。膜材具有造型輕巧自由、美觀;透光、節(jié)能、環(huán)保,優(yōu)良的阻燃性能;防污自潔性能;安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。基于這些優(yōu)點(diǎn),建筑膜材脫穎而出,膜結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為“21世紀(jì)的建筑”,應(yīng)用于大型體育場(chǎng)館、入口廊道、購(gòu)物場(chǎng)、娛樂(lè)場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、展覽會(huì)場(chǎng)、植物觀光園等建筑。
2024-07-05 電議張拉形式膜結(jié)構(gòu)的先行者是德國(guó)的奧托(F.Otto),他在1955年設(shè)計(jì)的張拉膜結(jié)構(gòu)跨度在25m左右,用于聯(lián)合公園多功能展廳。由于張拉膜結(jié)構(gòu)是通過(guò)邊界條件給膜材施加一定的預(yù)張應(yīng)力,以抵抗外部荷載的作用,因此在一定初始條件(邊界條件和應(yīng)力條件)下,其初始形狀的確定、在外荷載作用下膜中應(yīng)力分布與變形以及怎樣用二維的摸材料來(lái)模擬三維的空間曲面等一系列復(fù)雜的問(wèn)題,都需要有計(jì)算來(lái)確定,所以張拉膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和新算法的提出。目前國(guó)外一些先進(jìn)的摸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作軟件已非常完善,人們可以通過(guò)圖形顯示看到各種初始條件和外荷載作用下的形狀與變形,并能計(jì)算任一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài),使找形(初始形狀分析)、裁剪和受力分析集成一體化,使得膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)便,它不但能分析整個(gè)施工過(guò)程中各個(gè)不同結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和膜中應(yīng)力,而且能精確計(jì)算由于調(diào)節(jié)索或柱而產(chǎn)生的次生應(yīng)力,完全可以避免各種不利荷載式?jīng)r產(chǎn)生的不測(cè)后果。因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展為張拉膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景。而特氟隆摸材料的研制成功也極大地推動(dòng)了張拉膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。比較著名的有沙特阿拉伯吉達(dá)國(guó)際航空港、沙特阿拉伯利雅得體育館、加拿大林德塞公園水族館、英國(guó)溫布爾登室內(nèi)網(wǎng)球館、美國(guó)新丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)等.
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