一、膜結構是什么
膜結(jie)(jie)構又叫張拉膜結(jie)(jie)構,是一(yi)種建筑與(yu)結(jie)(jie)構結(jie)(jie)合的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構體系(xi),是采用(yong)高強度柔性薄膜材料(liao)與(yu)輔助結(jie)(jie)構通過一(yi)定方式使其內(nei)部(bu)產生一(yi)定的(de)(de)(de)預張應力(li)(li),并(bing)形(xing)成應力(li)(li)控制下的(de)(de)(de)某種空間(jian)形(xing)狀,作為覆蓋結(jie)(jie)構或建筑物主體,并(bing)具(ju)有(you)足夠剛(gang)度以抵抗外(wai)部(bu)荷載作用(yong)的(de)(de)(de)一(yi)種窄間(jian)結(jie)(jie)構類(lei)型。
膜結(jie)構是20世紀(ji)中期發展起來的(de)(de)一種新型建筑結(jie)構類型,它打破了純直線建筑風(feng)格的(de)(de)模(mo)式(shi),以(yi)其(qi)獨有的(de)(de)優(you)美(mei)曲(qu)面造型,簡潔、明快(kuai)、剛(gang)與柔、力與美(mei)的(de)(de)組合,給人耳目一新的(de)(de)感覺,同時給建筑設計師提供(gong)了更(geng)大的(de)(de)想象和創造空間。
二、膜結構的優點
1、大(da)跨(kua)度。膜結(jie)構(gou)自(zi)重輕、抗震性(xing)能(neng)好,可以不(bu)需要內部支承(cheng),克(ke)服(fu)了傳統結(jie)構(gou)在大(da)跨(kua)度(無(wu)支撐)建筑(zhu)上實現所遇到(dao)的(de)(de)困(kun)難,可創造(zao)巨大(da)的(de)(de)無(wu)遮擋(dang)可視空間(jian),有效增加空間(jian)使用(yong)面積。
2、藝術性。膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)突破了傳統的(de)建筑(zhu)結(jie)(jie)構(gou)類型(xing),以造型(xing)學(xue)、色(se)彩學(xue)為依(yi)托(tuo),可結(jie)(jie)合自然條件,充分發(fa)揮建筑(zhu)師的(de)想象力,根據創(chuang)意建造出傳統建筑(zhu)難以實現的(de)曲(qu)線及各種造型(xing),且色(se)彩豐(feng)富(fu),富(fu)有時代氣息(xi),體(ti)現結(jie)(jie)構(gou)構(gou)件受力之(zhi)美(mei)。配合燈光易形成夜(ye)景,給人以現代美(mei)的(de)享受。
3、經濟性。膜材料(liao)具有一定的透(tou)(tou)光率,白天可減(jian)少照明強度和時(shi)間,節約(yue)能(neng)源;夜(ye)間彩燈透(tou)(tou)射可形(xing)成絢爛(lan)的景觀。而且,膜結構能(neng)夠(gou)拆卸,易于搬遷,特別是在建(jian)(jian)造短期應用的大跨度建(jian)(jian)筑時(shi),更為經濟。
4、安全性(xing)。膜(mo)材料具有的阻燃性(xing)和耐高溫性(xing),能(neng)很好地滿足(zu)防火要求(qiu);膜(mo)結構屬(shu)柔性(xing)結構,能(neng)夠承受很大(da)的位(wei)移,不易(yi)整體倒塌;膜(mo)結構自重輕,抗震性(xing)能(neng)比較好。
5、自(zi)(zi)(zi)潔性。膜(mo)建筑中(zhong)采用(yong)具有防護涂層的膜(mo)材,本身(shen)不(bu)發(fa)黏,落到膜(mo)材表面的灰(hui)塵可以靠雨水的自(zi)(zi)(zi)然沖洗而(er)達到良(liang)好(hao)的自(zi)(zi)(zi)潔效果(guo),同時保證(zheng)建筑的使(shi)用(yong)壽命。
6、工(gong)(gong)期短。膜片(pian)(pian)的裁剪、鋼(gang)索(suo)及鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)等的制作均在(zai)工(gong)(gong)廠(chang)完(wan)成,減少(shao)現場施(shi)工(gong)(gong)時間,可與(yu)下部(bu)鋼(gang)筋混(hun)凝(ning)土(tu)結(jie)(jie)構(gou)(gou)或構(gou)(gou)件等同時進(jin)行,避免施(shi)工(gong)(gong)交叉,在(zai)施(shi)工(gong)(gong)現場只是鋼(gang)索(suo)、鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(gou)及膜片(pian)(pian)的連接(jie)安裝(zhuang)定位及張拉的過程,故現場施(shi)工(gong)(gong)安裝(zhuang)、迅速快捷,相(xiang)對傳統建筑(zhu)工(gong)(gong)程工(gong)(gong)期較短。
7、適(shi)用廣。從氣候條件看,膜結構建(jian)筑(zhu)適(shi)用的(de)地(di)域廣闊;從規模上看,可以小到單(dan)人(ren)帳(zhang)篷(peng)、花園小品,大到覆蓋幾萬、幾十萬平方(fang)米的(de)建(jian)筑(zhu)。甚至(zhi)有人(ren)曾(ceng)設(she)想覆蓋一個小城,實現(xian)人(ren)造自然(ran)。
三、膜結構的缺點
1、耐(nai)久性差。一般的膜(mo)材使用壽命(ming)為15~25年,與傳(chuan)統的混凝土及(ji)鋼材相比(bi)有較(jiao)大的差距,與“百年大計”的設計理(li)念(nian)不同。
2、隔(ge)熱性(xing)差。如果(guo)強(qiang)調透光性(xing),只能用單層膜,隔(ge)熱性(xing)就差,因(yin)而冬天冷、夏天熱,需要空調。
3、隔(ge)音效(xiao)果較差。單層膜(mo)結構(gou)只(zhi)能(neng)用(yong)于隔(ge)音要(yao)求不高的建(jian)筑。
4、抵抗局部荷(he)載(zai)(zai)能力差。屋面會(hui)在(zai)局部荷(he)載(zai)(zai)作用下形成局部凹(ao)陷,造(zao)成雨水或(huo)雪的淤(yu)積(ji)(ji),使(shi)屋蓋(gai)在(zai)淤(yu)積(ji)(ji)處的荷(he)載(zai)(zai)增加,可能導致屋蓋(gai)撕裂(帳蓬(peng)結構)或(huo)翻轉(充氣結構)。
5、維護(hu)難。充氣(qi)(qi)(qi)結(jie)構還需要(yao)不(bu)停(ting)地送風,因此維護(hu)和管理特別重(zhong)要(yao)。另外。氣(qi)(qi)(qi)承(cheng)式(shi)充氣(qi)(qi)(qi)結(jie)構必須是密閉的空間,不(bu)宜開窗。
6、環保問題。使(shi)用的膜材(cai)都是(shi)不(bu)可(ke)再生的,一旦(dan)達到使(shi)用年限,拆除的膜材(cai)便成為(wei)城(cheng)市(shi)垃圾而無法處置,正(zheng)在研制開發膜材(cai)的可(ke)回收利用,并已取得了一定的進展。
四、膜結構的種類有哪些
1、按膜材料分類
(1)聚酯(zhi)纖維膜(mo):由聚酯(zhi)纖維織(zhi)成(cheng)的高強度膜(mo)材料,適(shi)用(yong)于中小型建筑和景觀遮陽。
(2)聚氯乙(yi)烯(xi)膜(mo):由聚氯乙(yi)烯(xi)樹(shu)脂加(jia)工(gong)制(zhi)成的膜(mo)材料(liao),適(shi)用于大型室內和室外建筑。
(3)乙(yi)烯(xi)(xi)-四氟乙(yi)烯(xi)(xi)共(gong)聚物膜:由乙(yi)烯(xi)(xi)-四氟乙(yi)烯(xi)(xi)共(gong)聚物織成(cheng)的(de)高強度膜材料(liao),適用于大型室(shi)內和室(shi)外建筑(zhu)。
2、按輔助結構分類
(1)骨(gu)架膜(mo)(mo)結構:以鋼架支撐的(de)膜(mo)(mo)結構,結構穩固(gu),適用于大型室內和室外建筑。
(2)張拉(la)膜(mo)結構:以張拉(la)索和支柱支撐的(de)膜(mo)結構,造型輕盈、多樣,適用于商業、住宅、景觀等場所(suo)。
(3)充(chong)氣膜結(jie)構:將空氣引(yin)入膜材(cai)料(liao)中,使膜材(cai)料(liao)膨脹并(bing)形成(cheng)建(jian)筑結(jie)構的形態(tai),適(shi)用于大型室內和室外建(jian)筑。
3、按建筑形態分類
(1)球形膜結(jie)構(gou):以球形為基礎形態(tai)的膜結(jie)構(gou),通常(chang)用于景(jing)觀雕塑和小型建(jian)筑。
(2)傘形膜結構:以傘形為基礎形態的膜結構,適用于商業、住宅等場所。
(3)氣墊(dian)膜結構(gou):以氣墊(dian)為基礎形態(tai)的膜結構(gou),適用于大型(xing)室內和(he)室外建筑(zhu)。
五、膜結構怎么選擇
1、膜材料的性能
膜(mo)材(cai)料是(shi)膜(mo)結(jie)構的(de)核心(xin)部分,它決定了膜(mo)結(jie)構的(de)強度、耐(nai)久性(xing)(xing)(xing)、防火性(xing)(xing)(xing)、防污性(xing)(xing)(xing)等。常用的(de)膜(mo)材(cai)料有聚(ju)酯纖維涂(tu)層玻璃纖維(PVC)、聚(ju)四氟乙(yi)(yi)烯(PTFE)、乙(yi)(yi)烯四氟乙(yi)(yi)烯共聚(ju)物(ETFE)等。不(bu)同(tong)的(de)膜(mo)材(cai)料有不(bu)同(tong)的(de)特點(dian)和適(shi)用范圍,我們應該(gai)根據項目的(de)要(yao)求和預算,選擇合適(shi)的(de)膜(mo)材(cai)料。
2、膜結構的形式
膜(mo)結(jie)構有很多種形式,比(bi)如張拉膜(mo)結(jie)構、氣壓膜(mo)結(jie)構、索網膜(mo)結(jie)構等。不(bu)同的(de)(de)形式有不(bu)同的(de)(de)受力方式和空間效(xiao)果(guo),我們(men)應該根據場(chang)地的(de)(de)條件和功能的(de)(de)需求,選擇合(he)適的(de)(de)形式。
3、膜結構的尺寸
膜結構(gou)的(de)(de)尺寸(cun)影(ying)響了膜結構(gou)的(de)(de)穩定性和美觀性,我們應該(gai)根據場(chang)地的(de)(de)大小和高度(du),選(xuan)擇合適的(de)(de)尺寸(cun)。一般(ban)來(lai)說,膜結構(gou)的(de)(de)跨度(du)越(yue)(yue)大,需要的(de)(de)支撐結構(gou)越(yue)(yue)少(shao),但(dan)是(shi)也(ye)越(yue)(yue)容易(yi)受到(dao)風力的(de)(de)影(ying)響;膜結構(gou)的(de)(de)高度(du)越(yue)(yue)高,需要的(de)(de)索桿(gan)越(yue)(yue)長,但(dan)是(shi)也(ye)越(yue)(yue)容易(yi)產生大面積的(de)(de)陰影(ying)。
4、膜結構的顏色
膜結(jie)構的(de)(de)(de)顏色(se)影響了膜結(jie)構的(de)(de)(de)視覺效果(guo)和(he)環(huan)境(jing)適(shi)應性,我們應該根據(ju)場地的(de)(de)(de)背景(jing)和(he)氣(qi)候條(tiao)件(jian),選擇合適(shi)的(de)(de)(de)顏色(se)。一(yi)般來說,淺色(se)的(de)(de)(de)膜結(jie)構可以(yi)反射更多(duo)的(de)(de)(de)陽光(guang),降低室(shi)內(nei)溫度(du),但(dan)是也容(rong)易顯得單調(diao);深色(se)的(de)(de)(de)膜結(jie)構可以(yi)吸(xi)收更多(duo)的(de)(de)(de)陽光(guang),提高室(shi)內(nei)溫度(du),但(dan)是也容(rong)易顯得沉(chen)重。
5、膜結構的安裝和維護
膜結構的安裝和維護是一個復雜而專業的過程,我們應該選擇有經驗和資質的施工單位和服務商,確保品牌膜結構的質(zhi)量和安(an)全。我們還應該定期(qi)對膜結(jie)構進行檢查和清潔(jie),及(ji)時發現和處理問題,延長膜結(jie)構的使(shi)用壽命。