膜结构是一种建筑与结构结合的结构体系,是采用高强度柔性薄膜材料与结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力,并形成应力控制下的某种空间形状,作为覆盖结构或建筑物主体,并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。
1:轻量结构-抗灾、救灾威力大
膜材料与其他建筑材料相比要轻的多,屋顶采用了膜材料的建筑物,具有较强的抗震性及良好的安全性。而且,在发生灾害时,采用了膜结构的多功能设施及体育馆,其无柱而明亮的大空间,可以用来作为临时的避难场所、急救中心、抗灾指挥部等。因此,在危急之时,膜结构建筑可以保护人们的安全。
2:舒畅空间-自由的造型多用途
膜结构建筑21世纪代表性与充满前途的建筑形式,其打破了以往建筑形态的模式,以其特新颖、丰富多彩的造型、优美的曲线,成为城市的象征性建筑。膜结构建筑提供了多种多样的用途,不仅可用于体育设施、交通设施、商业设施、公共设施等,而且也可以用于充满魅力及个性的景观小品与标志性作品,给建筑设计师与规划师提供了较大的想象和创造空间。
3:积雪对策-有利于多雪地区
在多雪地区,避免建筑物遭受大雪灾害的维护管理需要一定的人力和财力,尽可能的降低其费用成为技术人员的课题。膜结构建筑的膜面屋顶和其他屋顶材料相比不易积雪,只要有比较小的倾斜角度积雪就会自动滑落。而且,由于膜材料的热传导率较小,如果采用融雪设备可以进行
细致的融雪操作,充分发挥加热装置的效果,屋顶坡度可以较小。
4:*性和耐久性-理想的建筑用膜材料
膜结构建筑具有耐热性、耐气候性、耐药物性、高强度、*等特性,而且不易老化,经过长期使用仍能保持其初时的强度。如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于*的需求,具有的阻燃和耐高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多标准准。
1.耐候性:表面有防紫外线的共挤层,可防止太阳紫外线引起的树脂疲劳变黄。表面共挤层具有化学吸收紫外线并转化为可见光。对植物光合作用有良好的稳定效果(较适合保护各类车、贵重艺术品及展品,使其不受紫外线破坏)。
2.抗冲击性:建筑膜才的冲击强度是普通玻璃的250-300倍,是亚克力的板材的20-30倍,是钢化玻璃的2倍,几乎没有断裂的危险性,有“不破玻璃”和“响钢”之美称。
3.阻燃性:据国家GB8624-97测试属阻燃B1级,无火滴,无毒气。
4.耐温性:在摄氏族-40.C至+120.C温度范围内不会引起变形等品质劣化。
5.轻便性:重量轻,保证棚下人和物的安全。
6.隔音性:隔音效果佳
膜结构的结构形式: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。
(1)耐久性差。一般的膜材使用寿命为15~25年,与传统的混凝土及钢材相比有较大的差距,与“**大计”的设计理念不同。(2)隔热性差。如果强调透光性,只能用单层膜,隔热性就差,因而冬天冷、夏天热,需要空调。(3)隔音成效较差。单层膜结构只能用于隔音要求不高的建筑。(4)抵抗局部荷载能力差。屋面会在局部荷载作用下形成局部凹陷,造成雨水或雪的淤积,使屋盖在淤积处的荷载增加,可能导致屋盖撕裂(帐蓬结构)或翻转(充气结构)。(5)充气结构还需要不停地送风,因此维护和管理特别重要。另外。气承式充气结构必须是密闭的空间,不宜开窗。(6)环保问题。使用的膜材都是**的,一旦达到使用年限,拆除的膜材便成为城市垃圾而无法处置,正在研制开发膜材的可回收利用,并已**了一定的进展
PVDF建筑膜材料是指在聚酯纤维编织的基布上涂上PVC底层,然后在PVC底层上涂PVDF(聚氟乙烯)树脂而构成的复合材料,该膜材在我国既有的膜结构建筑上广泛运用,当时的发展趋势是逐步被PTFE建筑膜材所代替高强的力学功用厚度仅0.61的中等强度的PVC膜材,它的拉伸强度相当于钢材的一半。厚度仅0.80的PTFE膜材,它的拉伸强度已抵达钢材的水平。膜材的弹性模量远**其他建材,这有利于膜材构成凌乱的曲面外型。
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