一、膜結構是什么
膜結構又叫張拉膜結構,是一種建筑與(yu)結(jie)構(gou)結(jie)合的(de)結(jie)構(gou)體系,是采(cai)用高強(qiang)度柔性薄(bo)膜(mo)材料與(yu)輔助結(jie)構(gou)通過一定(ding)方式使其內部產(chan)生(sheng)一定(ding)的(de)預張(zhang)應力,并形(xing)成應力控(kong)制下(xia)的(de)某種空(kong)間(jian)形(xing)狀,作為(wei)覆蓋結(jie)構(gou)或建筑物(wu)主體,并具(ju)有(you)足(zu)夠剛度以(yi)抵抗外部荷載作用的(de)一種窄間(jian)結(jie)構(gou)類型(xing)。
膜結(jie)構是20世紀中期發展起(qi)來的(de)(de)一種(zhong)新型(xing)(xing)建(jian)(jian)筑結(jie)構類型(xing)(xing),它打(da)破了純直線建(jian)(jian)筑風格的(de)(de)模式(shi),以(yi)其獨有的(de)(de)優美(mei)曲面造型(xing)(xing),簡潔、明(ming)快、剛(gang)與柔、力(li)與美(mei)的(de)(de)組合,給(gei)人耳目一新的(de)(de)感(gan)覺,同(tong)時給(gei)建(jian)(jian)筑設計師提(ti)供了更大的(de)(de)想象和創造空間。
膜結(jie)構具(ju)有強烈的(de)時(shi)代(dai)感和(he)代(dai)表性(xing)(xing)(xing),是集建筑學(xue)(xue)、結(jie)構力(li)學(xue)(xue)、精(jing)細化(hua)工、材料(liao)科(ke)學(xue)(xue)、計算機(ji)技(ji)術(shu)等(deng)為一(yi)體的(de)多(duo)學(xue)(xue)科(ke)交叉應用(yong)工程,具(ju)有很高的(de)技(ji)術(shu)含量和(he)藝術(shu)感染(ran)力(li),其曲面(mian)可以隨建筑師的(de)設(she)計需(xu)要任意變化(hua)。結(jie)合整體環境,建造出(chu)標志性(xing)(xing)(xing)的(de)形象工程,并且實(shi)用(yong)性(xing)(xing)(xing)強、應用(yong)領域廣泛。既可應用(yong)了(le)大(da)(da)型公(gong)共設(she)施(shi)(shi),如(ru)體育場(chang)(chang)館的(de)屋(wu)頂系統(tong)、機(ji)場(chang)(chang)大(da)(da)廳、展(zhan)覽中心、購物(wu)中心、停車場(chang)(chang)、站臺設(she)施(shi)(shi)等(deng)。又可應用(yong)于休(xiu)閑設(she)施(shi)(shi)、工業設(she)施(shi)(shi)、入(ru)口(kou)廊道以及標志性(xing)(xing)(xing)或景觀性(xing)(xing)(xing)的(de)建筑、小品等(deng)。
二、膜結構的優點
1、大跨度。膜結構自(zi)重輕、抗震性能好,可(ke)以不需要內部支(zhi)承,克服了傳統(tong)結構在大(da)跨度(無支(zhi)撐)建筑(zhu)上實(shi)現所遇(yu)到的困難,可(ke)創造(zao)巨大(da)的無遮擋(dang)可(ke)視空(kong)間,有效增加空(kong)間使用(yong)面積。
2、藝術性。膜結(jie)構(gou)突破了傳統(tong)的建筑結(jie)構(gou)類型,以造型學、色彩學為(wei)依托(tuo),可結(jie)合自然條件,充分(fen)發揮建筑師的想象力(li),根據創意建造出傳統(tong)建筑難以實現的曲(qu)線及各(ge)種造型,且色彩豐富,富有時代氣息,體現結(jie)構(gou)構(gou)件受力(li)之(zhi)美。配合燈光易(yi)形成夜景,給人以現代美的享受。
3、經濟性。膜材料(liao)具有一定的(de)透光率,白天可減少(shao)照明強度(du)和時間(jian),節約能源;夜間(jian)彩燈透射可形成絢爛的(de)景觀。而且,膜結構能夠拆卸,易(yi)于搬遷,特別是在建造短期應用的(de)大跨(kua)度(du)建筑時,更為經濟。
4、安全性。膜材料具有的阻燃(ran)性和耐高溫性,能很好(hao)地滿足(zu)防火要求;膜結構(gou)(gou)(gou)屬柔性結構(gou)(gou)(gou),能夠承受很大(da)的位移,不易整體(ti)倒塌;膜結構(gou)(gou)(gou)自重(zhong)輕,抗震性能比(bi)較好(hao)。
5、自潔性。膜建(jian)筑(zhu)中(zhong)采用具有(you)防護涂層的(de)(de)膜材(cai),本身不發黏,落(luo)到(dao)膜材(cai)表面的(de)(de)灰(hui)塵可以靠雨水(shui)的(de)(de)自然(ran)沖洗(xi)而達到(dao)良好(hao)的(de)(de)自潔效果,同(tong)時保證建(jian)筑(zhu)的(de)(de)使用壽命。
6、工期短。膜(mo)片的(de)(de)裁剪(jian)、鋼(gang)索(suo)及(ji)鋼(gang)結(jie)構(gou)等的(de)(de)制作均在(zai)工廠完(wan)成,減(jian)少(shao)現場施(shi)(shi)工時間(jian),可與(yu)下部(bu)鋼(gang)筋混凝(ning)土結(jie)構(gou)或(huo)構(gou)件等同時進行,避免施(shi)(shi)工交(jiao)叉,在(zai)施(shi)(shi)工現場只是鋼(gang)索(suo)、鋼(gang)結(jie)構(gou)及(ji)膜(mo)片的(de)(de)連接安裝(zhuang)定位及(ji)張拉的(de)(de)過程,故現場施(shi)(shi)工安裝(zhuang)、迅(xun)速快捷,相(xiang)對傳統(tong)建(jian)筑工程工期較短。
7、適用廣。從(cong)氣候條件看,膜結構建(jian)筑適用(yong)的(de)(de)地域廣闊;從(cong)規模(mo)上看,可(ke)以小到單人帳篷、花園小品(pin),大到覆蓋幾萬(wan)、幾十萬(wan)平(ping)方米(mi)的(de)(de)建(jian)筑。甚至有人曾設想覆蓋一個小城,實現人造自然(ran)。
三、膜結構的缺點
1、耐久性差。一般的膜(mo)材使用(yong)壽命為15~25年(nian),與傳統(tong)的混凝(ning)土及鋼材相比有較大的差距,與“百年(nian)大計(ji)”的設計(ji)理念不同。
2、隔熱性差。如(ru)果強調(diao)透光性,只能用單層膜,隔熱性就差,因而冬天冷、夏(xia)天熱,需要空調(diao)。
3、隔音效果較差。單層膜(mo)結構(gou)只能用于隔音(yin)要求不(bu)高的建筑。
4、抵抗局部荷載能力差。屋面會在局部荷載(zai)作用下形(xing)成局部凹(ao)陷,造成雨(yu)水或(huo)雪的(de)淤積,使屋蓋在淤積處的(de)荷載(zai)增加(jia),可能(neng)導致屋蓋撕裂(帳蓬(peng)結構(gou))或(huo)翻轉(充氣結構(gou))。
5、維護難。充氣(qi)結(jie)構還需要(yao)不停地送風(feng),因此維護和管理特別重要(yao)。另外。氣(qi)承式(shi)充氣(qi)結(jie)構必(bi)須是密閉的空間,不宜開窗。
6、環保問題。使用(yong)的膜(mo)(mo)材都是不(bu)可(ke)再(zai)生的,一(yi)旦達到使用(yong)年限,拆(chai)除(chu)的膜(mo)(mo)材便成為城(cheng)市垃圾而無法處置(zhi),正在研(yan)制開(kai)發膜(mo)(mo)材的可(ke)回收利用(yong),并已(yi)取得了一(yi)定的進展。