膜结构介绍

•  膜结构的优良特性

· 结构轻巧性：膜结构自重轻，耗钢量极低，对地震作用有良好适应性。
· 造型多样性：柔性材料、自由空间曲面、不重复、多变化。
· 透光性及高热辐射性：膜材高达13%的透光率给视觉带来极大的舒适，从而节省能源,膜材78%的热反射率减少了热量的传递，这在其它建筑材料中所罕见。
· 景观效应性：新颖别致的膜建筑造型既突显个性与华丽，又能适时适地融合周边景致，相得益彰。夜间通过灯光调控，成为一道亮丽风景线。
· 结构耐久性：常用膜材抗拉强度达到3000--6000N/5CM,已接近或达到钢材的抗拉强度。预应力加工工艺使其徐变效应小，经久耐用。
· 结构经济性：膜与钢结构在工厂完成，现场作业少，可缩短工期70-80%节约施工经费。
· 保护环境： 膜材完全符合环境保护和再生原则，工程施工无污染。
☆ 膜材上述特性赋予膜结构建筑：外观雅致飘逸，空间开阔灵透、结构轻致、透光阻燃、经久自洁、安装快、节能降耗、造价适中、维修便捷。
★ 力学性能：
　　 中等强度的PVDF膜：其厚度仅0.61mm,但它拉伸强度相当于钢材一半。
　　 中等强度的PTFE膜：其厚度仅0.8mm,但它拉伸强度已相当于钢材。
★ 光学性能：
　　 膜材料可滤除紫外线，对自然光透射率可达13%，无阴影，无眩光，夜晚在周围环境光的影响下，膜结构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。
★ 声学性能：
　　 一般膜结构对于60Hz的低频几乎是透明的，对于有特殊吸音要求的结构，可采用具有FABRASORB装置的膜结构，这种组合具有比玻璃更强的吸音效果。
★ 防火性能：
　　 如今广泛使用的膜材料具有阻燃和耐高温性能，能很好满足对防火的要求。
★ 自洁性能：
　　 PTFE膜材和PVDF膜材具有很好的自洁功能，雨水会在表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
•  设计简介
膜结构因其较强的材料非线性、几何非线性、风敏感性和大变形效应而完全有别于一般结构。膜结构设计主要为：找形分析（ FORM-FINDING ）、荷载分析（ LOAD-ANALYSIS ）、裁剪分析（ PATTERNING ）。
（一）找形分析（ FORM-FINDING ）
　　 找形分析的主要内容是寻找并确定一个满足膜内力平衡条件同时又接近设计者预想造型的曲面。
（二）荷载分析（ LOAD-ANALYSIS ）
　　 荷载分析主要是由找形确定的曲面形式在各种外荷载作用下其变形、膜内力的求解，从而进行安全性评价和结构选材选型。这一过程主要包含结构静力分析和风动力分析。
　　 目前，较为成熟的静力分析方法主要是非线性有限元法 , 风动力分析由于曲面形态的千变万化，体形系数难以确定，大部分安全系数高的结构都需经风洞实验才能确定。
（三）裁剪分析（ PATTERNING ）
　　 裁剪分析是在考虑预应力的施加分区、膜材的性能、幅宽及单元的剖分策略的前提下，寻找合适的裁剪线位置及其分布，确定裁剪式样，计算二维膜材的裁剪下料图。
　　 裁剪分析方法：物理模型法、几何模型法、平衡模型法。
•  膜结构建筑分类
☆　张拉式膜结构
　　 通过钢索与膜材共同受力形成稳定曲面来覆盖建筑空间，它是索膜建筑的代表和精华，具有高度的形体可塑性和结构灵活性。
☆　充气式膜结构
　　 通过空气压力支撑膜体来覆盖建筑空间，它使用及维护费用高，运用较少。
☆　骨架式膜结构
　　 通过自身稳定的骨架体系支撑膜体来覆盖建筑空间，骨架体系决定建筑形体，膜体为覆盖物。
•  膜 应 用 领 域：
★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。
★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店（挑檐）等。
★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。
★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。
★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。
★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。

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