膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

覆蓋大跨度空間

膜結(jié)構(gòu)中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度材料的采用，與受力體系簡潔合理——力大部分以軸力傳遞，故使膜結(jié)構(gòu)適合跨越大空間而形成開闊的無柱大跨度結(jié)構(gòu)體系。

防火性與抗震性

膜結(jié)構(gòu)建筑所采用的膜材具有的阻燃性和耐高溫性，故能很好的滿足防火要求。由于結(jié)構(gòu)自重輕，又為柔性結(jié)構(gòu)且有較大變形能力，故抗震性能好。

工期短：膜材裁剪。拼合成型及骨架的鋼結(jié)構(gòu)、鋼索均在工廠加工制作，現(xiàn)場只需組裝，施工簡便，故施工周期比傳統(tǒng)建筑短。

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膜結(jié)構(gòu)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、裁剪分析等四大問題。通過體形設(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)力來提高，對(duì)膜結(jié)構(gòu)而言，任何時(shí)候不存在無應(yīng)力狀態(tài)，因此膜曲面形狀較終必須滿足在一定邊界條件、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。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，因此要準(zhǔn)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。荷載分析的另一個(gè)目的是一確定索、膜中初始預(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個(gè)方向應(yīng)力增加而另一個(gè)方向應(yīng)力減少，這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在較不利荷載作用下應(yīng)力不致減少到零，即不出現(xiàn)皺褶。此后持久性膜結(jié)構(gòu)正式在美國風(fēng)行，許多學(xué)者對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究。因?yàn)槟げ牧媳容^輕柔，自振頻率很低，在風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生風(fēng)振，導(dǎo)致膜材料破壞，如果初始預(yù)應(yīng)力施加過高，膜材涂變加大，易老化且強(qiáng)度儲(chǔ)備少，對(duì)受力構(gòu)件強(qiáng)度要求也高，增加施工安裝難度。因此初始預(yù)應(yīng)力的確定要通過荷載計(jì)算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的摸結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個(gè)膜結(jié)構(gòu)工程中較關(guān)鍵的一個(gè)問題。

膜結(jié)構(gòu)施工遇到的問題

問題4：

問題描述：頂棚張拉膜度情況未檢查膜完全遮住鋼構(gòu)，局部鋼構(gòu)偏差過大后期無法修復(fù)。

解決辦法：后期膜結(jié)構(gòu)施工糾正施工順序，拉膜時(shí)候的修整。

問題5：

問題描述：鋼結(jié)構(gòu)補(bǔ)漆不到位，局部正偏差過大未及時(shí)處理，導(dǎo)致后期的補(bǔ)漆后余留個(gè)別部位后處理，影響觀感質(zhì)量與施工質(zhì)量。

解決辦法：鋼結(jié)構(gòu)安裝完成時(shí)對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行檢查，比較困難補(bǔ)漆的部位提前處理到位后在大檢查。

問題6：

問題描述： 補(bǔ)漆地面為預(yù)防污染較嚴(yán)重，表面殘留油漆及砂漿難清理。

解決辦法： 后期膜結(jié)構(gòu)施工中預(yù)防。

問題7：

問題描述：充氣膜的防火門與膜接觸部位不緊密。

解決辦法：后期施工中增加防火門包邊，消除接觸不緊密的隱患。

膜結(jié)構(gòu)工程實(shí)例

目前國內(nèi)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展振奮人心，隨著一些大型體育館、候機(jī)大廳等建設(shè)以及2010年上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)等國際盛會(huì)的舉辦，為中國膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。尤其在膜材方面，中國起步晚，技術(shù)水平低，大部分膜材還主要依靠進(jìn)口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市場的主流，應(yīng)用比較廣泛。中國已有PTFE膜材的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，性能也基本達(dá)到國外同類產(chǎn)品的要求。很多公司、科研單位以及高校都在進(jìn)行PVC表面涂層材料的研究，如PVDF、納米TiO2表涂劑等的研究已初見成效，另外在表面防污自潔處理方面的研究如仿生荷葉構(gòu)筑微粗糙表面也開始起步。具有較好的防水、透光性能,建設(shè)周期短,可做持久性建筑,也可移動(dòng)搬遷,有利于城建景觀及房地產(chǎn)項(xiàng)目的開發(fā)。在引進(jìn)世界專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和工藝技術(shù)的同時(shí)，加緊消化吸收并改進(jìn)創(chuàng)新，盡快開發(fā)適合中國市場需求的膜材表面處理技術(shù)，對(duì)提升中國整個(gè)產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)品檔次和市場競爭力都具有重要意義。