一、膜結(jié)構(gòu)是什么
膜結(jié)構(gòu)又叫張拉膜結(jié)構(gòu),,是一種建筑與結(jié)構(gòu)結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系,,是采用高強(qiáng)度柔性薄膜材料與輔助結(jié)構(gòu)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力,并形成應(yīng)力控制下的某種空間形狀,,作為覆蓋結(jié)構(gòu)或建筑物主體,,并具有足夠剛度以抵抗外部荷載作用的一種窄間結(jié)構(gòu)類型。
膜結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)類型,,它打破了純直線建筑風(fēng)格的模式,,以其獨(dú)有的優(yōu)美曲面造型,簡(jiǎn)潔,、明快,、剛與柔、力與美的組合,,給人耳目一新的感覺,,同時(shí)給建筑設(shè)計(jì)師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。
二,、膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
1,、大跨度。膜結(jié)構(gòu)自重輕,、抗震性能好,,可以不需要內(nèi)部支承,克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度(無支撐)建筑上實(shí)現(xiàn)所遇到的困難,,可創(chuàng)造巨大的無遮擋可視空間,,有效增加空間使用面積。
2,、藝術(shù)性,。膜結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)類型,以造型學(xué),、色彩學(xué)為依托,,可結(jié)合自然條件,充分發(fā)揮建筑師的想象力,,根據(jù)創(chuàng)意建造出傳統(tǒng)建筑難以實(shí)現(xiàn)的曲線及各種造型,,且色彩豐富,富有時(shí)代氣息,,體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力之美。配合燈光易形成夜景,,給人以現(xiàn)代美的享受,。
3、經(jīng)濟(jì)性。膜材料具有一定的透光率,,白天可減少照明強(qiáng)度和時(shí)間,,節(jié)約能源;夜間彩燈透射可形成絢爛的景觀,。而且,,膜結(jié)構(gòu)能夠拆卸,易于搬遷,,特別是在建造短期應(yīng)用的大跨度建筑時(shí),,更為經(jīng)濟(jì)。
4,、安全性,。膜材料具有的阻燃性和耐高溫性,能很好地滿足防火要求,;膜結(jié)構(gòu)屬柔性結(jié)構(gòu),,能夠承受很大的位移,不易整體倒塌,;膜結(jié)構(gòu)自重輕,,抗震性能比較好。
5,、自潔性,。膜建筑中采用具有防護(hù)涂層的膜材,本身不發(fā)黏,,落到膜材表面的灰塵可以靠雨水的自然沖洗而達(dá)到良好的自潔效果,,同時(shí)保證建筑的使用壽命。
6,、工期短,。膜片的裁剪、鋼索及鋼結(jié)構(gòu)等的制作均在工廠完成,,減少現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間,,可與下部鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件等同時(shí)進(jìn)行,避免施工交叉,,在施工現(xiàn)場(chǎng)只是鋼索,、鋼結(jié)構(gòu)及膜片的連接安裝定位及張拉的過程,故現(xiàn)場(chǎng)施工安裝,、迅速快捷,,相對(duì)傳統(tǒng)建筑工程工期較短。
7,、適用廣,。從氣候條件看,,膜結(jié)構(gòu)建筑適用的地域廣闊;從規(guī)模上看,,可以小到單人帳篷,、花園小品,大到覆蓋幾萬,、幾十萬平方米的建筑,。甚至有人曾設(shè)想覆蓋一個(gè)小城,實(shí)現(xiàn)人造自然,。
三,、膜結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
1、耐久性差,。一般的膜材使用壽命為15~25年,,與傳統(tǒng)的混凝土及鋼材相比有較大的差距,與“百年大計(jì)”的設(shè)計(jì)理念不同,。
2,、隔熱性差。如果強(qiáng)調(diào)透光性,,只能用單層膜,,隔熱性就差,因而冬天冷,、夏天熱,,需要空調(diào)。
3,、隔音效果較差,。單層膜結(jié)構(gòu)只能用于隔音要求不高的建筑。
4,、抵抗局部荷載能力差,。屋面會(huì)在局部荷載作用下形成局部凹陷,造成雨水或雪的淤積,,使屋蓋在淤積處的荷載增加,,可能導(dǎo)致屋蓋撕裂(帳蓬結(jié)構(gòu))或翻轉(zhuǎn)(充氣結(jié)構(gòu))。
5,、維護(hù)難,。充氣結(jié)構(gòu)還需要不停地送風(fēng),因此維護(hù)和管理特別重要,。另外,。氣承式充氣結(jié)構(gòu)必須是密閉的空間,不宜開窗,。
6,、環(huán)保問題,。使用的膜材都是不可再生的,一旦達(dá)到使用年限,,拆除的膜材便成為城市垃圾而無法處置,正在研制開發(fā)膜材的可回收利用,,并已取得了一定的進(jìn)展,。
四、膜結(jié)構(gòu)的種類有哪些
1,、按膜材料分類
(1)聚酯纖維膜:由聚酯纖維織成的高強(qiáng)度膜材料,,適用于中小型建筑和景觀遮陽。
(2)聚氯乙烯膜:由聚氯乙烯樹脂加工制成的膜材料,,適用于大型室內(nèi)和室外建筑,。
(3)乙烯-四氟乙烯共聚物膜:由乙烯-四氟乙烯共聚物織成的高強(qiáng)度膜材料,適用于大型室內(nèi)和室外建筑,。
2,、按輔助結(jié)構(gòu)分類
(1)骨架膜結(jié)構(gòu):以鋼架支撐的膜結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,,適用于大型室內(nèi)和室外建筑,。
(2)張拉膜結(jié)構(gòu):以張拉索和支柱支撐的膜結(jié)構(gòu),造型輕盈,、多樣,,適用于商業(yè)、住宅,、景觀等場(chǎng)所,。
(3)充氣膜結(jié)構(gòu):將空氣引入膜材料中,使膜材料膨脹并形成建筑結(jié)構(gòu)的形態(tài),,適用于大型室內(nèi)和室外建筑,。
3、按建筑形態(tài)分類
(1)球形膜結(jié)構(gòu):以球形為基礎(chǔ)形態(tài)的膜結(jié)構(gòu),,通常用于景觀雕塑和小型建筑,。
(2)傘形膜結(jié)構(gòu):以傘形為基礎(chǔ)形態(tài)的膜結(jié)構(gòu),適用于商業(yè),、住宅等場(chǎng)所,。
(3)氣墊膜結(jié)構(gòu):以氣墊為基礎(chǔ)形態(tài)的膜結(jié)構(gòu),適用于大型室內(nèi)和室外建筑,。
五,、膜結(jié)構(gòu)怎么選擇
1、膜材料的性能
膜材料是膜結(jié)構(gòu)的核心部分,,它決定了膜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,、耐久性,、防火性、防污性等,。常用的膜材料有聚酯纖維涂層玻璃纖維(PVC),、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)等,。不同的膜材料有不同的特點(diǎn)和適用范圍,,我們應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目的要求和預(yù)算,選擇合適的膜材料,。
2,、膜結(jié)構(gòu)的形式
膜結(jié)構(gòu)有很多種形式,比如張拉膜結(jié)構(gòu),、氣壓膜結(jié)構(gòu),、索網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)等。不同的形式有不同的受力方式和空間效果,,我們應(yīng)該根據(jù)場(chǎng)地的條件和功能的需求,,選擇合適的形式。
3,、膜結(jié)構(gòu)的尺寸
膜結(jié)構(gòu)的尺寸影響了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和美觀性,,我們應(yīng)該根據(jù)場(chǎng)地的大小和高度,選擇合適的尺寸,。一般來說,,膜結(jié)構(gòu)的跨度越大,需要的支撐結(jié)構(gòu)越少,,但是也越容易受到風(fēng)力的影響,;膜結(jié)構(gòu)的高度越高,需要的索桿越長(zhǎng),,但是也越容易產(chǎn)生大面積的陰影,。
4、膜結(jié)構(gòu)的顏色
膜結(jié)構(gòu)的顏色影響了膜結(jié)構(gòu)的視覺效果和環(huán)境適應(yīng)性,,我們應(yīng)該根據(jù)場(chǎng)地的背景和氣候條件,,選擇合適的顏色。一般來說,,淺色的膜結(jié)構(gòu)可以反射更多的陽光,,降低室內(nèi)溫度,但是也容易顯得單調(diào),;深色的膜結(jié)構(gòu)可以吸收更多的陽光,,提高室內(nèi)溫度,但是也容易顯得沉重,。
5,、膜結(jié)構(gòu)的安裝和維護(hù)
膜結(jié)構(gòu)的安裝和維護(hù)是一個(gè)復(fù)雜而專業(yè)的過程,,我們應(yīng)該選擇有經(jīng)驗(yàn)和資質(zhì)的施工單位和服務(wù)商,確保品牌膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全,。我們還應(yīng)該定期對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和清潔,,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題,延長(zhǎng)膜結(jié)構(gòu)的使用壽命,。