膜結構是建筑結構中新發(fā)展起來的一種形式,它以性能優(yōu)良的織物為材料,或是向膜內充氣,由空氣壓力支撐膜面,或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊,從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。自從1970年代以來,膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中。膜結構已成為結構設計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應用的一個重要領域。近年來在中國建筑結構中也有長足的進展。大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為140m×83.5m的展覽館是世界上一個大跨度的膜結構,而且是起初采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。工程竣工后,監(jiān)理部門應對隔膜表面的防水排水進行檢查。湖北反吊張拉膜廠家
PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。這種膜材有較好的焊接性能,有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外,其防污自潔性是所有建筑膜材中比較好的,但柔韌性差,施工較困難,成本也十分驚人。一些公司共同開發(fā)長久性膜材。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中,使織物兩面皆有均勻的特氟隆,使長久性的PTFE膜正式誕生。此后長久性膜結構正式在美國風行,許多學者對膜結構進行了深入的研究。20年后檢測結果表明,這種膜材的力學性能與化學穩(wěn)定性指標只下降了20%~30%,顏色也幾乎沒變,膜的表層光滑,具有彈性,大氣中的灰塵、化學物質微粒極難附著與滲透,經(jīng)雨水沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性,這足以顯示出PTFE膜材的強大生命力和廣闊的市場前景。目前國外對這種膜材的開發(fā)和應用比較成熟,生產(chǎn)廠家也很多。云南ptfe張拉膜廠家由于膜材的光透性,白天陽光可以透過膜材形成慢射光,使室內達到和室外幾乎一樣的自然效果。
張拉膜是整個膜結構工程施工的重要環(huán)節(jié),施工項目能否取得效果,取決于張拉膜是否滿足設計要求。當支承結構為剛性邊界時,預應力的施加要通過特殊的構造來 實施。對于柔性邊界,可通過調整撐桿的位置來調節(jié)預應力的大小。張拉索膜結構中,膜材的張拉預應力是靠索提供的。整個張拉膜過程實際就是將各種索按照預定的,
張拉膜時應確定分批張拉的順序、量值,控制張拉速度,并根據(jù)材料的特性確定超張拉量值。張拉膜過程可以是分批、分級調整索的預應力,逐步張拉達 到設計值;也可以對整體實施同步張拉。對有控制要求的張力值應作施工紀錄,對無控制要求的也要作張拉行程紀錄。安裝膜結構車棚其實就四個步驟膜體展開、連接固定、吊裝到位和張拉成形。
沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。作為膜結構一種新形式,索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館,其后又在一些體育建筑中得到推廣。千年穹頂以其獨特的膜結構,顯示了當今建筑技術與材料科學的發(fā)展水平。目前國內有好多廠家都能生產(chǎn)有PVC涂層聚酯織物,但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求,作為建筑用的長久性材料尚需進一步提高。據(jù)悉近有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物,外觀與性能都大有改進。近一段時間來,國外媒體表現(xiàn)出了對中國建筑設計前所未有的關注。2005年12月23日的美國《商業(yè)周刊》評選出了中國新建筑奇跡,包括北京奧體主會場、國家游泳中心、北京首都國際機場、上海世界金融中心、國家大劇院、電視臺、上海崇明東灘生態(tài)城、當代MOMA、長城腳下的公社、東海大橋(上海)。其中地處北京的建筑就有七家之多。“中國正逐步成為當今具有創(chuàng)意性建筑和工程設計的舞臺?!敝袊ㄖ聵I(yè)的發(fā)展,正在為前列建筑及工藝技術創(chuàng)造一個舞臺。報道首先分析了中國新建筑崛起的經(jīng)濟原因和外部環(huán)境。文章說,當全球矚目北京2008年奧運會時,不單是世界上快以及具實力的運動員們正在為爭取高榮譽而加緊努力,。為了得到滿足功能要求的**簡約設計,結構建筑師必須要與其他工程師緊密合作。
比較成熟的有聚氟乙烯(PVF,商品名Tediar)和聚偏氟乙烯(PVDF),這種面層不但能保護織物抵抗紫外線,而且地改進了自潔性,這樣就把聚酯織物的使用年限提高到15年;得以在長久性建筑中使用。1975年在美國密執(zhí)安州龐提亞克興建了平面尺寸,這是次將氣承式膜結構應用于長久性的大型體育館。其后在北美地區(qū),類似的膜結構就建了9座,其中象美國的明尼阿波利斯和加拿大的溫哥華均位于北方地區(qū)。雖然象這樣的充氣結構也發(fā)生過幾次不愉快的坍塌事故,但是膜結構終于登堂入室,進入長久性建筑的行列。日本在徘徊了10多年之后,也在1988年修建東京后樂園棒球場時采用了氣承式膜結構。早期修建的膜結構大多是開敞式或位于氣候溫和的地區(qū),還沒有充份發(fā)揮膜材的圍護能力,那么在寒冷和多雪地區(qū),將是對膜結構作為長久性建筑的真正考驗。1983年在加拿大加爾格里建成的林賽公園體育中心就是一個例證。在這座橢圓形的建筑中,游泳館和田徑館各占一半,以一根橫跨122m的格構式鋼拱將兩者分開。在鋼拱與周邊圈梁之間的鋼索網(wǎng)支承著折線形的膜材屋面,采用涂覆PTEE的玻璃纖維織物,索網(wǎng)下設有纖維棉的保暖層,屋頂不但能防寒,還能透過4%的光線,這就足以在白天不用人工采光。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度,這對于建筑節(jié)能十分重要。四川布張拉膜材料
膜結構在中國也將會得到越來越多的應用。湖北反吊張拉膜廠家
膜結構采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法,用分項系數(shù)的設計表達式進行計算。膜結構應根據(jù)建筑物的性質和等級、使用年限、使用功能、結構跨度、防火要求、地區(qū)自然條件及膜材的耐用年限等要求進行膜材選用。膜結構的設計應根據(jù)荷載、支承條件、制作加工、施工工況及其它特殊條件進行。膜結構的設計內容包括形狀設計、荷載分析、裁剪設計、配件設計、支承結構設計。對膜結構的形狀設計、荷載分析、裁剪設計,應在考慮施工過程的基礎上進行一體化的設計。膜材只能承受拉力,不能承受壓力和彎矩。膜面的比較大主應力應小于膜材的強度設計值,在荷載長期作用下,較小主應力應大于等于維持其初始平衡形狀的應力值。膜結構一體化設計時,應考慮膜材的松弛、徐變、老化。膜結構設計時,應考慮使用階段膜材替換對整體結構的影響。膜結構設計應考慮膜材破壞時,支承結構仍應保持自身的強度、剛度及穩(wěn)定性。湖北反吊張拉膜廠家