而對于以索或骨架支承的膜結構,其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。膜結構形狀的千變萬化突出地表現(xiàn)在歷年各國舉行的博覽會上。在這些博覽會上,小小的展覽館,無不以新穎奇特的造型來吸引觀眾,而膜結構就能用來達到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國際科學技術博覽會,入口就是以五顏六色的膜材構成的拱形大門。在眾多的展覽館中膜結構尤為奪目,像火鳥館以鋼梁與索組成的骨架支承扁平的凹凸屋面。美國館以高聳的桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以塔架懸吊25個尖頂帳篷,夜晚通過燈光的反射宛如燃燒的火焰。其他象在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現(xiàn)了用膜材構成形式各異的建筑小品,蔚為大觀。就形狀而言,對建筑師說來是至關重要的。采用一般結構的建筑物,其形狀往往是先由建筑師確定。膜結構則不同,首先它的變形比一般結構要大一些,其次它的形狀是在施工過程中逐步形成的,有一個形狀確定的問題,需要結構工程師的參與。要確定在初始荷載下結構的初始形狀,即結構體系在膜自重(有時還有索)與預應力作用下的平衡位置。在初步設計階段,先按建筑要求設定大致的幾何外形,然后對膜面施加預應力使之承受張力,其形狀也相應改變。標志性小品一個城市的中心區(qū)反映一個城市的地理風貌和民族風情。貴州ptfe張拉膜遮陽棚
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?!爸袊鸩匠蔀楫斀窬哂袆?chuàng)意性建筑和工程設計的舞臺。”中國建筑事業(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,。黑龍江結構索張拉膜工程索膜結構具有易建、易拆、易搬遷、易更新、充分利用陽光和空氣以及與自然環(huán)境融合等特長。
1.造型和色彩的多樣性作為一種柔性材料,其在建筑上的造型變化多端,是其它材料所不能比擬的,因此也造就了膜結構多變的特性,充分體現(xiàn)出建筑形體塑造力和輕盈、飄逸的動感曲線外觀。材料的多系列色彩進一步豐富了建筑的整體造型,材料的色彩同時具有很好的色牢度和耐久度,使膜結構建筑完全擺脫了一種單色調枯燥重復,使得建筑、交通設施更豐富多彩。2.結構的輕巧性張拉膜結構體系的基本組成單元為支承柱,張拉索及膜材。鋼索在周邊對膜施加張拉應力形成雙曲拋物面的受力狀態(tài),膜片兼有結構受力與建筑屋蓋隔斷室內外環(huán)境的雙重功效。張拉膜結構自身重量輕,*為鋼結構的1/8,混凝土結構的1/40。膜結構對水平方向作用的地震力與風力有良好的適應性,結構自身有吸收地震力與風力的機理。
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。索膜建筑結構已大量用于濱海旅游、博覽會、文藝、體育等大空間的公共建筑上。
因為那樣的薄膜不是飄動的就是缺乏穩(wěn)定性的。張拉膜結構的美就在于其“力”與“形”的完美結合。張拉膜結構的基本組成單元通常有:膜材、索與支承結構(桅桿、拱或其他剛性構件)。膜材一種新興的建筑材料,已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身受壓不大,抗彎也不是很好,所以要使膜結構正常工作就必須引入適當的預張力。此外,要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結構為了減小結構的變形就必須增加結構的抗力;而膜結構是通過改變形狀來分散荷載,從而獲得小內力增長的。當膜結構在平衡位置附近出現(xiàn)變形時,可產生兩種回復力:一個是由幾何變形引起的;另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多,所以要使每一個膜片具有良好的剛度,就應盡量形成負高斯曲面,即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”?!案唿c”通常是由桅桿來提供的,也許是由于這個原因,有些文獻上也把張拉膜結構叫做懸掛膜結構(suspensionmembrane)。索作為膜材的彈性邊界,將膜材劃分為一系列膜片,從而減小了膜材的自由支承長度,使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻指出,膜材的自由支承長度不宜超過15米。膜結構領域文化設施——展覽中心、劇場、會議廳、博物館、植物園。上海結構索張拉膜工程
英國泰晤士河畔的千年穹頂是膜結構體系的標志性建筑,為世界矚目。貴州ptfe張拉膜遮陽棚
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,生產廠家也很多。玻纖PVC建筑膜材這種膜材開發(fā)和應用得比較早,通常規(guī)定PVC涂層在玻璃纖維織物經緯線交點上的厚度不能少于,一般涂層不會太厚,達到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能,涂層時常常加入一些光、熱穩(wěn)定劑,淺色透明產品宜加一定量的紫外吸收劑,深色產品常加炭黑做穩(wěn)定劑。另外對PVC的表面處理還有很多方法,可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧,用云母或石英來防止表面發(fā)粘和沾污。玻纖有機硅樹脂建筑膜材有機硅樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫、拒水、抗氧化等特點,該膜材具有高的抗拉強度和彈性模量,另外還具有良好的透光性。Vestar膜材就采用這種樹脂對玻璃纖維布涂覆而制成的,目前這種膜材應用的不多,生產廠家也較少。張拉膜玻纖合成橡膠建筑膜材合成橡膠(如丁腈橡膠,氯丁橡膠)韌性好,對陽光、臭氧、熱老化穩(wěn)定,具有突出的耐磨損性、耐化學性和阻燃性,可達到半透明狀態(tài),但由于容易發(fā)黃,故一般用于深色涂層。膨化PTFE建筑膜材。由膨化PTFE纖維織成的基布兩面貼上氟樹脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。由于它的造價太高。貴州ptfe張拉膜遮陽棚