一、膜結構是什么
膜結(jie)(jie)(jie)構(gou)又叫張拉膜結(jie)(jie)(jie)構(gou),是(shi)一種建筑與結(jie)(jie)(jie)構(gou)結(jie)(jie)(jie)合的結(jie)(jie)(jie)構(gou)體系,是(shi)采用高強度柔性薄(bo)膜材料(liao)與輔(fu)助結(jie)(jie)(jie)構(gou)通過一定方(fang)式使(shi)其內部(bu)產生一定的預張應力,并(bing)形(xing)(xing)成(cheng)應力控制下的某種空間形(xing)(xing)狀,作為覆蓋(gai)結(jie)(jie)(jie)構(gou)或建筑物主體,并(bing)具有足夠剛度以抵(di)抗外部(bu)荷載作用的一種窄間結(jie)(jie)(jie)構(gou)類型。
膜結構(gou)是20世紀中期發展起(qi)來的一(yi)種(zhong)新型建(jian)筑結構(gou)類型,它打破(po)了(le)純(chun)直(zhi)線(xian)建(jian)筑風格(ge)的模(mo)式,以(yi)其獨有(you)的優(you)美曲面造(zao)型,簡潔(jie)、明快、剛與(yu)柔(rou)、力與(yu)美的組合,給(gei)人耳目(mu)一(yi)新的感覺,同時給(gei)建(jian)筑設計師提(ti)供了(le)更大的想象和創造(zao)空間。
二、膜結構的優點
1、大跨度(du)。膜結構(gou)自重輕、抗震性能好,可以(yi)不需要內部支(zhi)承,克服(fu)了傳統(tong)結構(gou)在大跨度(du)(無支(zhi)撐)建筑上實現所遇到的困難,可創造巨大的無遮擋可視空間(jian),有效增(zeng)加空間(jian)使用面積。
2、藝(yi)術(shu)性。膜結(jie)(jie)構突(tu)破了傳(chuan)統的(de)建(jian)筑(zhu)結(jie)(jie)構類型,以(yi)造型學(xue)(xue)、色(se)彩學(xue)(xue)為依托,可(ke)結(jie)(jie)合自然條件(jian),充分(fen)發揮建(jian)筑(zhu)師的(de)想象力(li)(li),根(gen)據(ju)創意建(jian)造出傳(chuan)統建(jian)筑(zhu)難以(yi)實(shi)現的(de)曲線及(ji)各種(zhong)造型,且色(se)彩豐富,富有(you)時(shi)代氣(qi)息,體現結(jie)(jie)構構件(jian)受(shou)力(li)(li)之美。配合燈光(guang)易形成(cheng)夜景,給(gei)人(ren)以(yi)現代美的(de)享受(shou)。
3、經(jing)濟性。膜材料(liao)具有一定的(de)透(tou)光率(lv),白天可減(jian)少照明強度和時間,節約(yue)能源;夜間彩燈透(tou)射可形(xing)成絢爛的(de)景觀(guan)。而且,膜結(jie)構能夠拆(chai)卸,易(yi)于搬遷,特別是在建造短期應用的(de)大跨度建筑(zhu)時,更為經(jing)濟。
4、安全(quan)性(xing)(xing)。膜材料具有的(de)阻燃(ran)性(xing)(xing)和耐(nai)高溫性(xing)(xing),能很好地(di)滿(man)足(zu)防火要求;膜結(jie)構(gou)(gou)屬柔性(xing)(xing)結(jie)構(gou)(gou),能夠承受很大的(de)位移(yi),不(bu)易整體倒(dao)塌;膜結(jie)構(gou)(gou)自重輕(qing),抗(kang)震性(xing)(xing)能比較好。
5、自(zi)潔性(xing)。膜建(jian)筑(zhu)中采(cai)用(yong)具有防護(hu)涂層的膜材(cai),本身不(bu)發黏,落到膜材(cai)表面的灰(hui)塵可以(yi)靠雨水的自(zi)然沖洗而達到良好的自(zi)潔效果,同時保證建(jian)筑(zhu)的使用(yong)壽(shou)命。
6、工(gong)(gong)期短。膜片的(de)裁剪、鋼索及鋼結構(gou)等的(de)制作均在(zai)工(gong)(gong)廠(chang)完成(cheng),減少現(xian)場(chang)施(shi)工(gong)(gong)時間,可與(yu)下(xia)部鋼筋(jin)混凝(ning)土結構(gou)或(huo)構(gou)件(jian)等同時進行,避免施(shi)工(gong)(gong)交(jiao)叉(cha),在(zai)施(shi)工(gong)(gong)現(xian)場(chang)只是鋼索、鋼結構(gou)及膜片的(de)連接安裝定位及張拉(la)的(de)過程(cheng),故現(xian)場(chang)施(shi)工(gong)(gong)安裝、迅速快捷,相(xiang)對傳統(tong)建筑(zhu)工(gong)(gong)程(cheng)工(gong)(gong)期較短。
7、適(shi)用廣(guang)。從氣候(hou)條件看,膜結構建(jian)筑適(shi)用的地域(yu)廣(guang)闊;從規模上(shang)看,可以小到單人帳篷、花園小品(pin),大到覆(fu)蓋(gai)幾(ji)萬、幾(ji)十(shi)萬平方米的建(jian)筑。甚至有人曾設(she)想(xiang)覆(fu)蓋(gai)一個小城,實現人造自然。
三、膜結構的缺點
1、耐久性差。一般(ban)的(de)(de)(de)膜(mo)材(cai)使用壽命(ming)為15~25年,與傳統的(de)(de)(de)混凝(ning)土及鋼材(cai)相比(bi)有較大(da)的(de)(de)(de)差距,與“百年大(da)計”的(de)(de)(de)設計理(li)念(nian)不同。
2、隔熱(re)性(xing)(xing)差。如果強調(diao)(diao)透光(guang)性(xing)(xing),只能用單層膜(mo),隔熱(re)性(xing)(xing)就差,因而冬天冷、夏天熱(re),需要空(kong)調(diao)(diao)。
3、隔音效果較差。單層膜(mo)結構(gou)只能用于(yu)隔音要求不高的建筑。
4、抵抗局部荷載(zai)能力差。屋(wu)面會在局部荷載(zai)作用下形成局部凹陷,造成雨水(shui)或雪的淤積(ji)(ji),使屋(wu)蓋在淤積(ji)(ji)處(chu)的荷載(zai)增加,可能導致屋(wu)蓋撕裂(帳蓬結構)或翻轉(充氣結構)。
5、維(wei)護難。充(chong)氣結構還需(xu)要不停地送風,因此維(wei)護和(he)管(guan)理特別重要。另外。氣承(cheng)式充(chong)氣結構必須是密閉的空間,不宜開窗。
6、環保問題。使(shi)用的膜(mo)(mo)材(cai)都是(shi)不可再生(sheng)的,一(yi)(yi)旦(dan)達到使(shi)用年限,拆除的膜(mo)(mo)材(cai)便成為城(cheng)市垃圾而無法處置,正在研(yan)制(zhi)開發膜(mo)(mo)材(cai)的可回收(shou)利用,并已(yi)取得(de)了一(yi)(yi)定(ding)的進展。
四、膜結構的種類有哪些
1、按膜材料分類
(1)聚酯纖維膜:由(you)聚酯纖維織成的高強(qiang)度膜材料,適用(yong)于中小型建筑和景觀遮(zhe)陽。
(2)聚氯乙烯膜(mo)(mo):由聚氯乙烯樹(shu)脂加工制成(cheng)的膜(mo)(mo)材料,適用于大型室內(nei)和室外建(jian)筑。
(3)乙烯-四(si)氟乙烯共(gong)聚物膜(mo):由乙烯-四(si)氟乙烯共(gong)聚物織成(cheng)的高強度膜(mo)材料,適用于(yu)大型室內和室外建筑。
2、按輔助結構分類
(1)骨(gu)架(jia)膜(mo)結(jie)構(gou)(gou):以鋼架(jia)支撐的膜(mo)結(jie)構(gou)(gou),結(jie)構(gou)(gou)穩固,適用(yong)于大型(xing)室內和(he)室外建筑。
(2)張(zhang)拉膜結(jie)構:以張(zhang)拉索和支柱支撐的(de)膜結(jie)構,造型輕盈、多(duo)樣,適用于(yu)商業、住宅、景觀(guan)等場所(suo)。
(3)充氣膜結構:將(jiang)空氣引入膜材料中,使膜材料膨脹并形(xing)成建筑結構的形(xing)態,適用于大型室內和室外建筑。
3、按建筑形態分類
(1)球形(xing)膜結構:以球形(xing)為基礎形(xing)態的膜結構,通常用于景觀雕塑和(he)小型建筑。
(2)傘(san)形膜(mo)結(jie)構(gou):以(yi)傘(san)形為基礎(chu)形態(tai)的膜(mo)結(jie)構(gou),適用于(yu)商業、住(zhu)宅(zhai)等場所。
(3)氣墊(dian)膜(mo)結構:以氣墊(dian)為基礎形態的膜(mo)結構,適用于大型(xing)室內(nei)和室外建筑(zhu)。
五、膜結構怎么選擇
1、膜材料的性能
膜材料是膜結構的(de)核心部分,它決定了膜結構的(de)強度、耐久性(xing)(xing)、防火性(xing)(xing)、防污性(xing)(xing)等。常用的(de)膜材料有聚酯纖(xian)(xian)維涂層(ceng)玻璃(li)纖(xian)(xian)維(PVC)、聚四氟乙烯(xi)(PTFE)、乙烯(xi)四氟乙烯(xi)共聚物(ETFE)等。不(bu)同(tong)的(de)膜材料有不(bu)同(tong)的(de)特點和適(shi)用范(fan)圍,我(wo)們應該(gai)根據項目的(de)要求(qiu)和預算,選擇(ze)合(he)適(shi)的(de)膜材料。
2、膜結構的形式
膜(mo)結(jie)構(gou)(gou)有很多種(zhong)形(xing)式(shi),比如張拉膜(mo)結(jie)構(gou)(gou)、氣(qi)壓膜(mo)結(jie)構(gou)(gou)、索網膜(mo)結(jie)構(gou)(gou)等。不同的形(xing)式(shi)有不同的受(shou)力方式(shi)和空間(jian)效果,我(wo)們應該根據場(chang)地的條件和功能的需求,選擇合適的形(xing)式(shi)。
3、膜結構的尺寸
膜(mo)結構(gou)(gou)(gou)的尺寸影響了膜(mo)結構(gou)(gou)(gou)的穩定性和(he)美觀性,我(wo)們應該(gai)根(gen)據(ju)場地的大(da)(da)小(xiao)和(he)高(gao)度(du),選擇合適的尺寸。一般來說,膜(mo)結構(gou)(gou)(gou)的跨度(du)越(yue)(yue)大(da)(da),需要(yao)的支撐結構(gou)(gou)(gou)越(yue)(yue)少(shao),但是(shi)也越(yue)(yue)容(rong)易(yi)受到風力的影響;膜(mo)結構(gou)(gou)(gou)的高(gao)度(du)越(yue)(yue)高(gao),需要(yao)的索桿(gan)越(yue)(yue)長,但是(shi)也越(yue)(yue)容(rong)易(yi)產生大(da)(da)面積的陰(yin)影。
4、膜結構的顏色
膜結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)顏色(se)(se)影(ying)響了膜結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)視覺效果(guo)和(he)環境適應性,我們應該根據場地(di)的(de)(de)(de)背景和(he)氣候條件,選擇合(he)適的(de)(de)(de)顏色(se)(se)。一般(ban)來(lai)說,淺色(se)(se)的(de)(de)(de)膜結構(gou)(gou)可以反射更(geng)多的(de)(de)(de)陽光,降低室內(nei)溫(wen)度,但是也(ye)(ye)容(rong)易顯得(de)單調(diao);深色(se)(se)的(de)(de)(de)膜結構(gou)(gou)可以吸(xi)收更(geng)多的(de)(de)(de)陽光,提高室內(nei)溫(wen)度,但是也(ye)(ye)容(rong)易顯得(de)沉重。
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量(liang)和(he)(he)安全。我們還(huan)應該(gai)定期對膜結構進行檢查和(he)(he)清潔,及時發現和(he)(he)處理問題,延長(chang)膜結構的使(shi)用(yong)壽(shou)命。