膜结构公司产品、公司、特点、使用领域介绍
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膜结构市场前景分析引言随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视,膜结构作为一种新型建筑材料逐渐受到市场的关注和认可。
本文将对膜结构市场前景进行分析,并探讨其潜在的发展机遇。
1. 膜结构的定义和特点膜结构是一种以薄膜材料作为主要构件的建筑结构,其特点包括轻质、高强度、耐候性好、透光性强等。
膜结构具有较高的抗风、抗震性能,同时具备良好的自洁性和耐腐蚀性。
这些特点使得膜结构在城市景观、体育馆、公共设施等领域具备广泛的应用前景。
2. 膜结构市场现状目前,膜结构在国内外市场的需求呈现逐年增长的趋势。
在国内,随着城市化进程的加速和人民生活水平的提高,人们对环境舒适度的要求越来越高,这为膜结构在商业、居住和休闲等领域的应用提供了较大的市场空间。
同时,政府对于可持续发展和环境保护的政策支持也为膜结构行业的发展提供了有力保障。
在国际市场,膜结构已经在很多发达国家得到广泛应用,并形成了成熟的市场体系。
特别是在一些气候条件恶劣的地区,如中东地区和北欧,膜结构的抗风、抗雨能力使其成为首选材料。
未来随着技术和市场的进一步发展,膜结构在国际市场的需求将进一步增加。
3. 膜结构市场前景分析3.1 城市景观领域的发展机遇随着城市化进程的不断加快,城市景观设计成为吸引人们眼球的重要方式。
膜结构具有轻盈、灵活的特点,可以塑造出独特的景观效果,成为城市景观设计的重要手段。
未来,在城市公园、市政广场等公共场所的景观设计中,膜结构有望得到更广泛的应用。
3.2 体育场馆领域的发展机遇体育场馆是膜结构的重要应用领域,膜结构的高强度和透光性使其成为建造体育馆的理想选择。
随着体育事业的发展和大型体育赛事的举办,体育馆的建设需求不断增加。
膜结构作为一种节约材料和能源的建筑形式,具备很大的市场潜力。
3.3 社区设施领域的发展机遇随着人民生活水平的提高,社区设施建设成为城市发展的重点。
膜结构的轻质特性使其成为社区设施建设的理想选择,例如遮阳棚、集会场所等。
膜结构的类型膜结构是一种特殊的建筑结构形式,通过利用膜材料的高强度、轻质和柔韧性,实现了大跨度、自由曲面和独特形态的建筑设计。
膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、会议中心、机场候机楼等建筑类型中,成为现代建筑中的一种重要形式之一。
膜结构可以分为气囊膜结构、拉伸膜结构和膜面结构三种类型。
气囊膜结构是利用气体对膜材料进行支撑,形成空间结构,具有轻便、柔软、易于安装和拆卸的特点,常用于临时建筑和临时遮阳棚。
拉伸膜结构是通过预应力技术将薄膜材料固定在支撑结构上,形成一种具有自重的空间结构,常用于大跨度建筑和建筑遮阳系统。
膜面结构是将薄膜材料作为表面覆盖在建筑结构上,起到保护和装饰作用,常用于建筑外墙、屋顶和天棚。
膜结构具有许多优点。
首先,膜结构具有良好的透光性和透气性,可以实现自然采光和通风,减少能耗和环境污染。
在实际应用中,膜结构被广泛应用于各种建筑类型中。
体育场馆是膜结构的典型应用领域,如北京国家体育场“鸟巢”和上海世博会中国馆等建筑,采用了大跨度、自由曲面的膜结构设计,成为城市地标和文化符号。
展览馆和会议中心也是膜结构的重要应用领域,如广州琶洲展览馆和深圳保利剧院等建筑,采用了拉伸膜结构设计,展示了现代建筑的时尚和创新。
机场候机楼是膜结构的新兴应用领域,如北京大兴国际机场T3航站楼和成都天府国际机场航站楼等建筑,采用了膜面结构设计,提升了建筑的功能性和美观性。
总的来说,膜结构作为一种新型的建筑结构形式,具有许多优点和特点,被广泛应用于各种建筑类型中。
随着科技的不断进步和材料的不断创新,膜结构在建筑设计领域将发挥越来越重要的作用,为人类创造出更加美好、舒适和可持续发展的建筑环境。
相信在未来的建筑设计中,膜结构将继续发挥重要作用,成为建筑设计的新潮流。
膜结构是什么?膜结构的特性有哪些?膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
膜结构作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。
恰由于此,临朐源全膜结构主要生产:景观膜结构、膜小品系列、停车棚系列、体育看台系列、膜结构加油站、网架系列。
用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式,自从1970年代以来,膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。
膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。
充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度。
张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型。
膜结构的特性有哪些?1、轻质:张力结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。
从而使其自重比传统建筑结构的小得多,但却具有良好的稳定性。
建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件,将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。
2、透光性:透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。
膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度,这对于建筑节能十分重要。
对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。
通过自然采光与人工采光的综合利用,膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。
夜晚,透光性将膜结构变成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。
标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。
膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
膜结构介绍 一种适合建筑的新材料的出现,必然引建筑结构的革命,如历史上的混凝土和钢材,70年代以来,以欧美为中心发展起来的新型织物膜材,也是如此,用这种优良的织物,辅以柔性或钢性支撑,可绷成一个曲率互反,有一定刚度和张力的结构体系。
这种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体,具有以下优秀的特点: 1、造型的艺术性。
它既能充分发挥建筑师的想象力,又能体现结构构件清晰受力之类。
2、良好的自洁性。
膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
3、施工的快捷性。
膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,现场只进行半成品组装,因此施工简便快捷,施工周期短。
4、较好的经济性。
由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,因而比较节约能源,降低了长期使用费用,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
5、 结构自重轻,非常适合于建造大跨度空间结构。
膜结构的分类 膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构(Tension/Suspension membrane structure)、骨架式膜结构(Frame membrane strcture,Cable dome membrane structure)、组合式膜结构(Compound membrane structure)等几大类。
充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜 应 用 领 域:★ 体育设施: 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。
★ 商业设施: 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店(挑檐)等。
★ 文化设施: 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。
★ 交通设施: 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。
★ 工业设施: 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。
★ 景观设施: 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。
膜结构的应用和施工本文简要介绍膜材料的主要类型、膜结构设计基本原理、膜结构的施工工艺,并探讨防火设施和膜结构配套使用之间的关系,以达到既能采用新颖建筑材料,又能满足防火工作要求,顺利通过消防验收的双赢目的。
1. 前言史前的人类用帐篷和伞来挡风遮雨,一般采用皮革或自然编织物制造,帐篷是人类历史上最早出现的膜结构建筑,帐篷和伞一样都反映着膜结构最原始的特点——即预加张力的薄层。
“膜”(Membrane)这个词最早源于拉丁文,其含义是“轻且有张力”。
20世纪50年代以来,随着高分子科学的发展,膜材的性能有很大的提高。
带高分子覆盖的织物与塑料在膜结构领域的应用已有30多年的历史。
美国拉文丁大学校园中心于1973年成为世界上首次使用PTFE膜材的膜结构工程。
如今,膜结构在国外早已得到广泛应用;在国内正在被人们逐步接受并用于体育场馆、会展场馆等建筑中。
2. 膜材料膜材的选用与膜在建筑结构中的安装的位置和所起作用有关。
现代膜结构使用的工程膜材主要有两种类型:一是以聚脂纤维织物结构为基材,五层复合聚氯乙烯树脂类材料制成的工程膜材(PVC);二是以玻璃纤维为基材,面层复合四氟聚脂类材料而成的永久性建筑膜材(PTFE)。
2.1 几种常见的膜材。
(1) PVC复合材料织物这种膜可抵抗恶劣气候,并有紫外线隔离能力。
用这种膜材制成的膜结构容易安装,且表面光滑又容易清洁。
PVC类膜在防火类别是阻燃的,其透光率一般可达20%,平均使用寿命大约5--20年。
(2) PTFE覆层式玻璃纤维织物这种属于较高级的膜材,用于永久性的建筑结构中。
该膜材张力极高,可抵抗紫外线,防火类别为阻燃,光滑的表面有着较高的反射率和自洁率,由于受到膜材厚度的限制,其透光率一般在12%左右。
平均使用寿命大于30年。
(3) PVC类织物匀质的PVC类织物可用于半透明或透明的内结构。
该膜材有较强的散射能力,适用于背光的天花板以及投影屏幕,其透光率与PVC本身的性质有关:半透明的PVC,透光率为70%;透明的的PVC,透光率可达96%。
膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层,配以优质的PVC组成的具有稳定的形状,并可承受一定载荷的建筑纺织品。
它的寿命因不同的表面涂层而异,一般可达成12-50年。
膜结构建筑的特点及应用领域:膜结构是一种全新的建筑结构形式,它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体,具有很高技术含量。
其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化,结合整体环境,建造出标志性的形象工程。
艺术性:充分发挥建筑师的想象力,又体现结构构件清晰受力之美。
经济性:由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源。
同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度:膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。
自洁性:膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,可减少现场施工时间,避免出现施工交叉,相对传统建筑工程工期较短。
膜建筑可广泛应用于大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等,又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
一,什么是膜结构?膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。
膜结构的介绍及应用膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。
这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式1.骨架式膜结构(FrameSupportedStructure)以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
2.张拉式膜结构(TensionSuspensionStructure)以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达到安定的形式。
除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式.近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。
因施工精度要求高,结构性能强,且具丰富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构(PneumaticStructure)充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得到更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
膜结构知识介绍嘿,朋友们!今天咱们来聊聊建筑界超酷的膜结构,这可就像是建筑穿上了超级酷炫的魔法斗篷呢!你看那些传统建筑,方方正正、规规矩矩的,就像一群严肃的老学究。
而膜结构呢,就像是建筑界的叛逆小青年,完全不走寻常路。
膜结构就像一块巨大无比的保鲜膜,只不过这保鲜膜超级坚韧,还能被做成各种造型。
它可以像一个巨大的肥皂泡,轻盈地飘在那里,仿佛下一秒就会随风飘走,但实际上却稳稳当当。
膜结构的材料也是很神奇的。
它就像是建筑材料里的“蜘蛛侠”,看似单薄却有着超强的力量。
那些用来做膜结构的膜材,薄得就像一片薯片,但是你可别小瞧它,它能承受相当大的压力呢。
这就好比一个瘦瘦弱弱的人,却能举起比自己重好多倍的东西,简直是建筑材料中的大力士。
在造型方面,膜结构简直是个天马行空的艺术家。
它可以被做成波浪形状,就像大海里汹涌的波涛被定格在了建筑上。
有时候又像是一只巨大的水母,透明而又灵动地趴在那里。
还有的时候像一朵超级大的蘑菇云,给人一种梦幻又科幻的感觉。
要是传统建筑是千篇一律的黑白色简笔画,那膜结构就是色彩斑斓的抽象画。
安装膜结构的时候也特别有趣。
就像给一个巨大的怪物穿衣服,工人们小心翼翼地把那一大块“薄膜”披上去,再慢慢地拉扯调整,就像是在给一个调皮的孩子整理衣服一样。
而且这衣服还不能穿歪了,得保证每一个褶皱都恰到好处,就像高级礼服的裙摆一样精致。
膜结构在实用性方面也不逊色。
它就像一把巨大的保护伞,能遮风挡雨。
在体育场里,那些膜结构的屋顶就像是一只温柔的大手,为观众们挡住炽热的阳光或者倾盆的大雨。
在商业广场上,膜结构的亭子就像是一个个小蘑菇城堡,人们可以在下面惬意地休息聊天。
而且膜结构还很环保呢。
它就像是大自然的好朋友,在建造过程中不会产生太多的污染,就像一个乖巧的小宠物,不会给环境制造太多麻烦。
膜结构在现代建筑中的地位越来越重要啦。
它就像一颗闪亮的星星,在建筑的星空中熠熠生辉。
不管是在城市的繁华地段,还是在宁静的郊外,膜结构都像是一个独特的精灵,给周围的环境增添了一抹别样的色彩。
膜结构特点
膜结构的特点主要有以下几点:
1. 轻质高效:膜材料通常采用轻质材料制成,整个结构也非常轻便,能够有效地减少建筑物的自重,节省了建筑物的建造成本。
2. 空间利用率高:膜结构采用特殊的设计方案,能够将建筑内部空间最大化地利用,提高空间利用率。
3. 灵活性好:膜结构具有较好的柔性和可塑性,随着空间形状的变化,能够实现各种独特的建筑结构形式。
4. 耐用性较好:膜材料采用高质量材料制作,耐候性好,使用寿命长。
5. 施工周期短:膜结构通常采用工厂化预制方式进行制造,而且安装便捷,能够大大缩短建筑工期。
6. 能源消耗少:膜结构具有良好的通风透气性,能够有效地降低建筑物内部的温度和湿度,从而减少能源消耗。
7. 环保节能:膜结构采用轻量化的材料制造,能够减少建筑垃圾的产生,降低对环境的污染,符合现代节能环保的要求。
膜结构公司产品、公司、特点、使用领域介绍式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.2、概述定义膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC 或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.膜结构材质膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。
常用膜材为聚酯纤维覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。
PVC 材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差,但价格便宜,容易加工制作,色彩丰富,抗折叠性能好。
为改善其性能,可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层,提高其抗老化和自洁能力,其寿命可达到15年左右。
Teflon材料强度高、弹性模量大、自洁、耐久耐火等性能好,但它价格较贵,不易折叠,对裁剪制作精度要求较高,寿命一般在30年以上,适用于永久建筑。
膜结构历史世界上第一座充气膜结构建成于1946年,设计者为美国的沃尔特·勃德(W.Bird),这是一座直径为15的充气穹顶。
1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议,无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。
随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆(137m×7m8卵形),以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。
后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。
大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。
而70年代初美国盖格尔-勃格公司(Geiger-Berger Associates)开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆(Teflon)膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。
之后,用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中,如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”(椭圆形220×159m),1988年建成的日本东京体育馆(室内净面积4,6767㎡)。
张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托(F.Otto),他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25m左右,用于联合公园多功能展厅。
由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力,以抵抗外部荷载的作用,因此在一定初始条件(边界条件和应力条件)下,其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的摸材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题,都需要有计算来确定,所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法的提出。
目前国外一些先进的摸结构设计制作软件已非常完善,人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形,并能计算任一点的应力状态,使找形(初始形状分析)、裁剪和受力分析集成一体化,使得膜结构的设计大为简便,它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力,而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力,完全可以避免各种不利荷载式况产生的不测后果。
因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。
而特氟隆摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。
比较著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等.3、膜结构材料的特点重量轻、强度高、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长。
具有高透光率,热吸收量很少。
正是因为这种跨时代的膜材料的发明,使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑优越性能:自洁性、透光节能性、经济性、艺术性、防火性与抗震性、造型多样性;另外其还具有应用领域广泛、能覆盖大跨度空间及施工周期短的优点。
4、膜结构的设计膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。
通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。
初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。
由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。
目前膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。
膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。
在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。
荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。
在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。
因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。
因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。
经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。
5、膜结构工程实例膜结构在我国也不乏工程实例,其中规模最大、最具影响力的膜结构要数1997年竣工的上海八万人体育场看台罩棚张拉膜结构工程。
但该膜结构为美国Weidlinger公司设计制作,由此也可以看出我国在该领域与国外先进国家的差距很大。
目前影响我国膜结构广泛应用的主要因素有:国产膜材料性能差,而进口膜材料价格高;尚无商业性的膜结构计算南辅助设计系统;人们对膜结构缺乏足够的认识等。
1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了膜结构建筑,在建筑行业引起了不小的轰动。
评价在随后的几十年,建筑膜结构得到了迅猛的发展。
膜结构大部分由钢材和索构成,另外与结构相结合的膜材也逐渐走向功能化、智能化。
膜材具有造型轻巧自由、美观;透光、节能、环保,优良的阻燃性能;防污自洁性能;安全、寿命长等优点。
基于这些优点,建筑膜材脱颖而出,膜结构被称为“21世纪的建筑”,应用于大型体育场馆、入口廊道、购物场、娱乐场、停车场、展览会场、植物观光园等建筑。
6、膜材分类目前建筑膜材广泛认可的标准是日本JISA-93所规定的A、B、C三类,是根据其防火性能的优劣来划分的。
A类A类最好,以玻璃纤维织物为基材涂PTFE而成;B类B类次之,以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成;C类C类是三类中最次的,以聚酯(涤纶)织物为基材涂PVC而成。
按涂层材料分,有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡胶等。
PTFE建筑膜材PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。
这种膜材有较好的焊接性能,有优良的抗紫外线、抗老化性能和阻燃性能。
另外,其防污自洁性是所有建筑膜材中最好的,但柔韧性差,施工较困难,成本也十分惊人。
在盖格公司领导下,美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德建筑公司、化纤织布公司共同开发永久性膜材。
其加工方法是把玻纤织物多次快速放入特氟隆熔体中,使织物两面皆有均匀的特氟隆涂大梅沙体育公园夜景486方层,使永久性的PTFE膜正式诞生。
此后永久性膜结构正式在美国风行,许多学者对膜结构进行了深入的研究。
20年后跟踪检测结果表明,这种膜材的力学性能与化学稳定性指标只下降了20%~30%,颜色也几乎没变,膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质微粒极难附着与渗透,经雨水冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性,这足以显示出PTFE膜材的强大生命力和广阔的市场前景。
目前国外对这种膜材的开发和应用比较成熟,生产厂家也很多,如德国Mehler公司、Verseidag公司,日本Taiyoko-gyo公司、中兴化成工业株式会社、美国Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。
玻纤PVC建筑膜材这种膜材开发和应用得比较早,通常规定PVC涂层在玻璃纤维织物经纬线交点上的厚度不能少于0.2mm,一般涂层不会太厚,达到使用要求即可。
为提高PVC本身耐老化性能,涂层时常常加入一些光、热稳定剂,浅色透明产品宜加一定量的紫外吸收剂,深色产品常加炭黑做稳定剂。
另外对PVC的表面处理还有很多方法,可在PVC上层压一层极薄的金属薄膜或喷射铝雾,用云母或石英来防止表面发粘和沾污。
玻纤有机硅树脂建筑膜材有机硅树脂具有优异的耐高低温、拒水、抗氧化等特点,该膜材具有高的抗拉强度和弹性模量,另外还具有良好的透光性。
美国欧文斯克宁公司开发的Vestar膜材就采用这种树脂对玻璃纤维布涂覆而制成的,目前这种膜材应用的不多,生产厂家也较少。
玻纤合成橡胶建筑膜材合成橡胶(如丁腈橡胶,氯丁橡胶)韧性好,对阳光、臭氧、热老化稳定,具有突出的耐磨损性、耐化学性和阻燃性,可达到半透明状态,但由于容易发黄,故一般用于深色涂层。
膨化PTFE建筑膜材。
由膨化PTFE纤维织成的基布两面贴上氟树脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。
由于它的造价太高,一般的建筑考虑到成本和性能两方面,很少选用这种膜材,目前国外的生产厂家也不多。
ETFE建筑膜材由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。
ETFE不仅具有东莞金月湾酒店360方(点靓膜结构)优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性,而且机械强度高,加工性能好。
近年来,ETFE 膜材的应用在很多方面可以取代其他产品而表现出强大的优势和市场前景。
这种膜材透光性特别好,号称“软玻璃”,质量轻,只有同等大小玻璃的1%;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强,熔融温度高达200℃;可有效的利用自然光,节约能源;良好的声学性能。