建筑結(jié)構(gòu)選型10－膜

薄膜結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)：以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料；可以是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，也可以利用柔軟性拉索結(jié)構(gòu)或剛性的支撐結(jié)構(gòu)將薄膜繃緊或撐起；形成具有一定剛度、能覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。屬于張拉結(jié)構(gòu)。最近幾十年得到了較大的發(fā)展，較多地應(yīng)用于體育建筑、展覽中心、商場、倉庫、交通服務(wù)設(shè)施等建筑中。薄膜結(jié)構(gòu)是一種古老的結(jié)構(gòu)型式，在自然界與日常生活中有許多實(shí)例，如水泡、氣球、橡皮艇、傘、帆、帳篷等。薄膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)膜結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)之一就是它形狀的多樣性，曲面存在著無限的可能性。找形1造型飄逸美觀膜結(jié)構(gòu)建筑造型優(yōu)美，風(fēng)格各異，生動活潑，飄逸自然，剛?cè)岵?jì)。膜結(jié)構(gòu)建筑融技術(shù)、藝術(shù)、自然美于一體，每一個(gè)膜結(jié)構(gòu)建筑都是一道亮麗的風(fēng)景線。受力性能好、自重輕、抗震性能佳膜材只承受沿膜面的張力，可以充分發(fā)揮材料的受拉性能。膜材自重僅為鋼結(jié)構(gòu)的1/8,混凝土的1/40，可用來建造大跨度建筑。若采用拉力薄膜結(jié)構(gòu)、充氣薄膜結(jié)構(gòu)的屋蓋，自重約為0.02－0.15kN/m2，僅為傳統(tǒng)大跨建筑屋蓋的1/10-1/30，是跨度重量比最大的一種結(jié)構(gòu)。由于自重輕，對地震反應(yīng)很?。挥捎谑侨嵝越Y(jié)構(gòu)，具有良好的變形能力，易于耗散地震能量；另外，即使薄膜結(jié)構(gòu)破壞，不會造成人員傷害，也不會造成支承結(jié)構(gòu)或下部承重結(jié)構(gòu)的連鎖性破壞。

制作方便、施工速度快、造價(jià)經(jīng)濟(jì)

薄膜材料輕質(zhì)、柔軟，可在工廠裁剪、制作、打包成卷運(yùn)往工地，搬運(yùn)容易。現(xiàn)場組裝工作量較少，幾乎不用腳手架，大大地縮短了建造時(shí)間。工程總造價(jià)可降低15％－20％，建造工期可縮短1/2-1/4。防火、防潮、自潔、透光性膜材經(jīng)過特殊表面涂層(惰性元素材料)處理后，不吸水、不受潮、抗磨損、完全自潔(下雨時(shí)可將膜材表面污物自行沖洗干凈)，防火阻燃，安裝后無需任何維護(hù)，常看常新。膜材是半透明的織物，透光率一般可達(dá)4%-16%，能滿足大跨度建筑平時(shí)使用的采光要求，白天幾乎不需人工照明。節(jié)能。薄膜結(jié)構(gòu)可解決一些社會性、商業(yè)性、政治性難題

自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，人們居住和物品儲存戰(zhàn)爭時(shí)，充氣坦克、房屋迷惑敵人，將士的帳篷等自動充氣氣囊的保護(hù)作用混凝土薄殼的模具等主要缺點(diǎn)：耐久性較差荷載作用下，會產(chǎn)生大變形，局部破壞可能造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞

薄膜結(jié)構(gòu)分類充氣薄膜結(jié)構(gòu)

氣壓式、氣承式、混合式-------區(qū)別主要在于其靜態(tài)工作原理、結(jié)構(gòu)和使用特點(diǎn)。張拉薄膜結(jié)構(gòu)骨架支撐薄膜結(jié)構(gòu)氣壓式薄膜結(jié)構(gòu)是在若干充氣肋或充氣被的密閉空間內(nèi)保持空氣壓力，以保證其支承能力的結(jié)構(gòu)。其原理與輪胎相似。氣肋式－－用加壓充氣管組成框架以支撐防風(fēng)擋雨的受拉薄膜。小跨度。氣被式－－在雙層薄膜間充入空氣，雙層薄膜用線或隔膜連接起來?？缍却笥谇罢?。氣壓式薄膜結(jié)構(gòu)的承載能力依賴于薄膜構(gòu)架的結(jié)構(gòu)型式、薄膜材料的特性及薄膜內(nèi)的氣壓。優(yōu)點(diǎn)：使用空間內(nèi)無需創(chuàng)造剩余壓力，空間自由開放，建筑造型靈活多樣。結(jié)構(gòu)隔熱性好。缺點(diǎn)：跨度受限制，對材料的強(qiáng)度、氣密性等質(zhì)量要求高，造價(jià)較高（比氣承式膜結(jié)構(gòu)高2－3倍）工程實(shí)用不多。氣承式膜結(jié)構(gòu)是靠不斷向殼體內(nèi)鼓風(fēng)，在較高的室內(nèi)氣壓作用下使其自行撐起，以承受自重和外荷載的結(jié)構(gòu)。工作原理同熱氣球。室內(nèi)外氣壓差一般為100－300N/m2，相當(dāng)于1層與7層樓的氣壓差。優(yōu)點(diǎn)：建造速度快、結(jié)構(gòu)簡單、使用安全可靠、價(jià)格低廉，跨度可很大。缺點(diǎn)：需不停送風(fēng)、周邊處理及出入口設(shè)計(jì)復(fù)雜混合式薄膜結(jié)構(gòu)一、將氣壓式與氣承式混合二、充氣結(jié)構(gòu)與其它傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合張拉式薄膜結(jié)構(gòu)通過鋼索與膜材共同受力形成穩(wěn)定曲面來覆蓋建筑空間，膜體既是建筑的圍護(hù)材料，又作為結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件來抵抗外部荷載效應(yīng)。它是膜結(jié)構(gòu)建筑的代表和精華，極富表現(xiàn)力，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)建筑筑形象具有可塑性，結(jié)構(gòu)型式高度靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，但造價(jià)稍高，施工精度要求也高。骨架支撐薄膜結(jié)構(gòu)通過自身穩(wěn)定的骨架體系支撐膜體來覆蓋建筑空間，骨架體系決定建筑形體，膜體不參與結(jié)構(gòu)受力，僅為覆蓋物。該類膜結(jié)構(gòu)建筑，骨架體系自平衡，膜體僅為輔助物，充分發(fā)揮了不同材料的特性，但膜體本身的強(qiáng)大結(jié)構(gòu)作用發(fā)揮不足，有人將其稱之為二次重復(fù)結(jié)構(gòu)。骨架方式與架式結(jié)構(gòu)建筑張拉方式的結(jié)合運(yùn)用，?？扇〉酶挥谧兓慕ㄖЧ?，造價(jià)低于張拉式。薄膜結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)建筑中最常用的膜材料主要為，PTFE膜材料和PVC膜材料。PTFE膜材料是指在極細(xì)的玻璃纖維（3微米）編織成的基布上涂上PTFE（聚四氟乙烯）樹脂而形成的復(fù)合材料。PVC膜材料是指在聚酯纖維編織的基布上涂上PVC（聚氟乙烯）樹脂而形成的復(fù)合材料PTFE強(qiáng)度高、耐久性好、防火難燃、自潔性好，而且不受紫外光的影響，其使用壽命在20年以上。具有高透光性，透光率為13%，并且透過膜材料的光線是自然散漫光，不會產(chǎn)生陰影，也不會發(fā)生眩光。對太陽能的反射率為73%，所以熱吸收量很少。即使在夏季炎熱的日光的照射下室內(nèi)也不會受太大影響。正是因?yàn)檫@種劃時(shí)代性的膜材料的發(fā)明，才使膜結(jié)構(gòu)建筑從人們想象中的帳篷或臨時(shí)性建筑發(fā)展成現(xiàn)代化的永久性建筑。PVCPVC膜材料的強(qiáng)度及防火性與PTFE相比具有一定差距，PVC膜材料的使用年限一般在7到15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題，通常在PVC涂層上再涂上PVDF（聚偏氟乙酸樹脂）稱為PVDF膜材料。另一種涂有Tio2（二氧化鈦）的PVC膜材料，具有極高的自潔性。

膜結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)縫合節(jié)點(diǎn)是最古老的膜節(jié)點(diǎn)連接方法。縫合節(jié)點(diǎn)是最經(jīng)濟(jì)和最安全的膜節(jié)點(diǎn)?？p線類型、縫線列數(shù)和縫腳形式?jīng)Q定了縫合節(jié)點(diǎn)的類型?？p合節(jié)點(diǎn)一般用于不能采用焊接連接的膜材中，如棉織物或氟塑料織物或膜面荷載較小的膜結(jié)構(gòu)中。縫合節(jié)點(diǎn)根據(jù)縫線類型的不同一般分為平縫、折縫、雙層折縫三種。焊接節(jié)點(diǎn)常用的焊接方法有熱汽焊、加熱單元焊和高頻焊三種。焊接節(jié)點(diǎn)的寬度可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)力情況予以調(diào)整，從而更有效和安全地傳遞荷載。焊接節(jié)點(diǎn)還具有