膜結(jié)構(gòu)是近幾十年來翻開起來的一種空間結(jié)構(gòu)型式。論說了膜結(jié)構(gòu)的特征及膜資料的 功用、規(guī)劃的基 本要求,并對膜結(jié)構(gòu)在21世紀(jì)的運用進行了展望。

     膜結(jié)構(gòu)修建是用輕質(zhì)高強度柔性薄膜資料與支撐系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成的具有必定剛度的安穩(wěn)曲面、可接受必定荷載、能夠掩蓋大空間的結(jié)構(gòu)辦法。因為充分發(fā)揮了資料抗拉強度高的特性,使得膜結(jié)構(gòu)修建具有以下利益:

     據(jù)有關(guān)資料估測,跨度越大的修建,選用膜結(jié)構(gòu)越能體現(xiàn)其經(jīng)濟性?，F(xiàn)在充氣結(jié)構(gòu)修建的無內(nèi)柱空間路度可做到200m以上。

     膜材自身質(zhì)輕,支承膜材的鋼桿、鋼架與鋼索比相應(yīng)的鋼筋混凝土也減輕不少分量。1970年日本大阪***博覽會中的美國館,屋面分量每平方米僅1122kg。

1.3 施工便當(dāng)

1.4 造型美麗

1.5 費用低

     膜結(jié)構(gòu)歸于空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng),它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),是繼網(wǎng)架、薄殼、懸索結(jié)構(gòu)之后新鼓起的一個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。近三十年來,預(yù)應(yīng)力 索在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的效果和優(yōu)勢已為工程師所充分認識,各種新式索和膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)得到了廣泛的研討和運用。從膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和受力特征可將膜結(jié)構(gòu)分為張拉膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)和框式膜結(jié)構(gòu)三大類。

     張拉膜結(jié)構(gòu)是經(jīng)過邊界條件給膜材施加必定的預(yù)張應(yīng)力,膜既是修建物的保護體又作為結(jié)構(gòu)以抵御外部荷載的效果,因而在必定的初始條件下,其形狀的斷定、在外荷載效果下膜中應(yīng)力散布與變形以及怎樣用二維的膜資料來仿照三維的空間曲面等一系列雜亂的問題,都需經(jīng)過核算斷定,張拉膜結(jié)構(gòu)的翻開離不開核算機技能的跋涉和新算法的提出。

     氣承式膜結(jié)構(gòu)依托曲面表里氣壓差來堅持膜曲面的形狀。 氣承式膜結(jié)構(gòu)是在由膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的室內(nèi)充入空氣,堅持使室內(nèi)的空氣壓力一向大于室外的空氣壓力,由此使膜資料處于張力狀況來抵御負載荷及外力的結(jié)構(gòu)辦法。充氣膜結(jié)構(gòu)分為單層結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu),單層結(jié)構(gòu)好像肥皂泡,單層膜的內(nèi)壓大于外壓。此結(jié)構(gòu)具有大空間,分量輕,締造簡略的特征。但需求不斷輸入超壓氣體及需日常保護處理。雙層結(jié)構(gòu)是雙層膜之間充入氣體,和單層比較能夠充入高壓空氣,構(gòu)成具有必定剛性的結(jié)構(gòu),并且進出口能夠翻開。

     框式膜結(jié)構(gòu)中膜面僅僅起到對框架結(jié)構(gòu)的保護效果,框架結(jié)構(gòu)能夠是傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu),也能夠是各類索結(jié)構(gòu)。

     21世紀(jì)修建領(lǐng)域的翻開趨勢之一是選用新材 料。膜結(jié)構(gòu)修建的開發(fā)與運用,脫節(jié)結(jié)構(gòu)對鋼材、木材、混凝土等傳統(tǒng)資料的依托,為修建帶來一場新的改造。用于膜結(jié)構(gòu)修建的膜資料是在用纖維織成的基布上涂敷樹脂或橡膠等而制成的,高強度聚酯纖維是膜材的基質(zhì),確保膜材的強度;高分子聚合物涂層確保膜材的密實性;而慵懶資料涂層則首要是確保膜材的自潔性。膜資料與金屬、木材等修建資料不同,它具有柔軟性、透光性等特性,并且膜資料的基布是織物,因為織物徑向(經(jīng)紗)與緯向(緯紗)的特性不同,因而膜資料是一種異向型非線性資料?；际滓挟?dāng)膜資料的抗拉、抗撕裂等力學(xué)特性及防火性、耐久性、自潔性、染色性及膜資料與膜資料的溶合性等特性。

     PVC類膜資料的布基織物為聚脂或聚胺脂等,涂層為PVC樹脂,或氯丁橡膠類物質(zhì),一般另加有聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)類面層。PVC膜材在資料及加工上都比PTFE膜廉價,且具有資料柔軟、易施工的利益。但在強度、經(jīng)用性、防火性等功用上較PTFE膜差。為了改進PVC膜材的耐火性及防污性,近年來已研宣告以氟素系樹脂于PVC涂層材的外表處理上做涂層。

     PVF膜材是在PVC膜的外表處理上以PVF樹脂做薄膜狀薄片(1aminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,且具有防沾污的利益。但因加工性、施工性與防火性欠安,運用遭到必定的綁縛。

4 膜結(jié)構(gòu)的規(guī)劃與施工

     傳統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的規(guī)劃首要包含體形規(guī)劃、找形分 析、荷載剖析、裁剪剖析等。

     初始預(yù)應(yīng)力要經(jīng)過荷載核算來斷定。經(jīng)過找形剖析而構(gòu)成的膜結(jié)構(gòu)一般為三維不行展空間曲面,怎樣經(jīng)過二維資料的裁剪,張拉構(gòu)成所需求的三維空間曲面,是整個膜結(jié)構(gòu)工程中的要害問題,是裁剪剖析的首要內(nèi)容。

5 膜結(jié)構(gòu)的運用遠景

     自重輕,跨度大,造價低,能夠極限發(fā)揮資料特性,有利防震;造型新穎美麗,顏色多變,可為文明、體育、旅游、商業(yè)設(shè)備供給形象包裝;具有較好的防水、透光功用,締造周期短,可做修建,也可移動搬遷,有利于城建現(xiàn)象及房地產(chǎn)項意圖開發(fā)。能夠預(yù)見,21世紀(jì)我國的經(jīng)濟日新月異,膜結(jié)構(gòu)修建將在未來大型修建中展示新、奇、輕、美的特征,因而膜結(jié)構(gòu)修建的研討與開發(fā)有著廣泛的翻開遠景。