一、膜結構是什么
膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)又叫張拉(la)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou),是一種(zhong)建(jian)筑與結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)結(jie)合的(de)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)體系,是采用高強度柔性薄膜(mo)(mo)材(cai)料與輔助結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)通過一定方式(shi)使其內部產生(sheng)一定的(de)預張應(ying)力(li)(li),并(bing)(bing)形(xing)成(cheng)應(ying)力(li)(li)控制下(xia)的(de)某種(zhong)空間形(xing)狀,作(zuo)為(wei)覆(fu)蓋(gai)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)或建(jian)筑物主體,并(bing)(bing)具有足夠剛度以(yi)抵抗(kang)外部荷載作(zuo)用的(de)一種(zhong)窄間結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)類型。
膜結構是20世紀中期發展起來(lai)的(de)一(yi)種新型(xing)建筑(zhu)結構類型(xing),它(ta)打破了純直(zhi)線建筑(zhu)風格(ge)的(de)模式,以其獨有的(de)優(you)美(mei)曲面造型(xing),簡潔、明快、剛與柔、力(li)與美(mei)的(de)組合,給(gei)(gei)人耳目一(yi)新的(de)感(gan)覺,同(tong)時給(gei)(gei)建筑(zhu)設計(ji)師提供了更大的(de)想(xiang)象和創造空間。
二、膜結構的優點
1、大跨(kua)度(du)。膜結(jie)構自(zi)重輕、抗震性能(neng)好,可以不需要(yao)內部支承,克服了(le)傳統結(jie)構在(zai)大跨(kua)度(du)(無支撐(cheng))建(jian)筑上實(shi)現所遇到(dao)的(de)困難,可創造(zao)巨大的(de)無遮擋(dang)可視空(kong)間,有(you)效增加空(kong)間使(shi)用面積。
2、藝術(shu)性。膜結(jie)構突破了傳(chuan)(chuan)統的(de)建筑(zhu)結(jie)構類型(xing),以(yi)造(zao)型(xing)學(xue)、色彩(cai)學(xue)為依(yi)托,可結(jie)合自然(ran)條件,充分(fen)發揮建筑(zhu)師的(de)想(xiang)象力,根據創意(yi)建造(zao)出(chu)傳(chuan)(chuan)統建筑(zhu)難以(yi)實現(xian)的(de)曲線及各種造(zao)型(xing),且色彩(cai)豐富,富有(you)時代氣息,體現(xian)結(jie)構構件受力之美(mei)。配合燈光易形成夜景,給(gei)人以(yi)現(xian)代美(mei)的(de)享受。
3、經濟性(xing)。膜材料具有一(yi)定(ding)的透光(guang)率,白天(tian)可(ke)減(jian)少照明強(qiang)度(du)和時間(jian),節約能(neng)源;夜(ye)間(jian)彩燈透射可(ke)形成絢(xuan)爛的景觀。而且,膜結(jie)構能(neng)夠(gou)拆卸,易于搬遷,特(te)別是在建造短期(qi)應用的大跨(kua)度(du)建筑(zhu)時,更為經濟。
4、安(an)全(quan)性。膜材料具有的阻燃性和耐高溫性,能(neng)(neng)很(hen)好(hao)(hao)地滿(man)足防火要求;膜結(jie)構(gou)屬(shu)柔性結(jie)構(gou),能(neng)(neng)夠承受很(hen)大的位移,不(bu)易整體倒(dao)塌;膜結(jie)構(gou)自重輕(qing),抗震性能(neng)(neng)比較(jiao)好(hao)(hao)。
5、自(zi)潔性。膜(mo)建(jian)筑中(zhong)采用(yong)具有防護涂層(ceng)的膜(mo)材(cai)(cai),本身不(bu)發黏,落到(dao)膜(mo)材(cai)(cai)表面(mian)的灰塵可以靠雨水的自(zi)然沖(chong)洗而達(da)到(dao)良好的自(zi)潔效果,同時保證建(jian)筑的使用(yong)壽(shou)命。
6、工(gong)期短(duan)。膜(mo)(mo)片的裁剪、鋼索及鋼結構(gou)等的制作(zuo)均在工(gong)廠(chang)完成,減少現(xian)場施工(gong)時(shi)間,可與下部(bu)鋼筋混凝土結構(gou)或構(gou)件等同時(shi)進行(xing),避免施工(gong)交叉,在施工(gong)現(xian)場只是鋼索、鋼結構(gou)及膜(mo)(mo)片的連(lian)接安裝(zhuang)定(ding)位及張(zhang)拉(la)的過程,故現(xian)場施工(gong)安裝(zhuang)、迅速(su)快捷,相對(dui)傳統建筑工(gong)程工(gong)期較(jiao)短(duan)。
7、適用(yong)(yong)廣。從氣候(hou)條件(jian)看,膜結構建(jian)筑(zhu)適用(yong)(yong)的地域廣闊;從規模(mo)上看,可以小(xiao)到單人帳篷、花園小(xiao)品,大到覆蓋幾萬(wan)、幾十(shi)萬(wan)平(ping)方米(mi)的建(jian)筑(zhu)。甚至有(you)人曾設想覆蓋一(yi)個小(xiao)城,實(shi)現人造自然。
三、膜結構的缺點
1、耐(nai)久(jiu)性差。一(yi)般(ban)的(de)(de)膜材使用壽命為15~25年,與傳統的(de)(de)混(hun)凝(ning)土及鋼材相比有較(jiao)大的(de)(de)差距,與“百年大計”的(de)(de)設計理念不(bu)同。
2、隔(ge)熱性差。如果強(qiang)調(diao)透光性,只能用(yong)單層膜,隔(ge)熱性就差,因而冬天冷、夏天熱,需要(yao)空調(diao)。
3、隔(ge)(ge)音(yin)效果較差。單層膜結構(gou)只能用于隔(ge)(ge)音(yin)要(yao)求不高的建(jian)筑。
4、抵抗局(ju)部(bu)荷載(zai)能(neng)力差。屋面會(hui)在(zai)局(ju)部(bu)荷載(zai)作用下形成(cheng)局(ju)部(bu)凹陷,造(zao)成(cheng)雨水或雪的(de)(de)淤(yu)積,使(shi)屋蓋在(zai)淤(yu)積處的(de)(de)荷載(zai)增加,可能(neng)導致屋蓋撕裂(帳蓬(peng)結構)或翻(fan)轉(充氣結構)。
5、維(wei)護(hu)難。充氣(qi)結構還需要不(bu)(bu)停地送風(feng),因此維(wei)護(hu)和(he)管理特別重要。另外。氣(qi)承(cheng)式(shi)充氣(qi)結構必(bi)須是密閉的空(kong)間,不(bu)(bu)宜開(kai)窗。
6、環保問(wen)題(ti)。使用(yong)的(de)(de)(de)膜(mo)材都是(shi)不可再生(sheng)的(de)(de)(de),一旦(dan)達到使用(yong)年限(xian),拆(chai)除的(de)(de)(de)膜(mo)材便成為城市垃(la)圾(ji)而無(wu)法(fa)處置,正在研制開發膜(mo)材的(de)(de)(de)可回收利(li)用(yong),并已取得(de)了一定的(de)(de)(de)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(wei)膜(mo)(mo):由聚酯(zhi)纖維(wei)織成的高強度膜(mo)(mo)材料,適用于中小型(xing)建筑和(he)景觀遮陽。
(2)聚氯(lv)乙烯膜:由聚氯(lv)乙烯樹脂(zhi)加工制成的膜材料,適用于大型室(shi)內和室(shi)外建筑。
(3)乙(yi)(yi)烯(xi)-四氟(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)共聚物(wu)膜(mo):由乙(yi)(yi)烯(xi)-四氟(fu)乙(yi)(yi)烯(xi)共聚物(wu)織成(cheng)的(de)高強度膜(mo)材料,適用(yong)于大型室(shi)內和(he)室(shi)外建(jian)筑。
2、按輔助結構分類
(1)骨架(jia)膜結(jie)構(gou):以鋼架(jia)支撐的膜結(jie)構(gou),結(jie)構(gou)穩固,適用(yong)于大型室內和室外建筑。
(2)張(zhang)拉膜結構:以張(zhang)拉索和支(zhi)柱(zhu)支(zhi)撐的膜結構,造型(xing)輕盈(ying)、多樣,適用于(yu)商業、住宅(zhai)、景觀等場所。
(3)充(chong)氣(qi)膜結(jie)構:將空(kong)氣(qi)引入膜材(cai)料中,使(shi)膜材(cai)料膨(peng)脹并形成建筑結(jie)構的(de)形態,適用(yong)于大(da)型室內和室外建筑。
3、按建筑形態分類
(1)球形(xing)(xing)膜結(jie)(jie)構:以(yi)球形(xing)(xing)為基礎形(xing)(xing)態的膜結(jie)(jie)構,通常用于景觀雕塑和小型(xing)建筑。
(2)傘(san)形(xing)膜結(jie)構:以傘(san)形(xing)為基礎形(xing)態的膜結(jie)構,適(shi)用(yong)于商業、住宅(zhai)等場所。
(3)氣墊(dian)膜結(jie)構(gou):以氣墊(dian)為基礎形(xing)態的膜結(jie)構(gou),適用于大型室(shi)內和室(shi)外(wai)建筑。
五、膜結構怎么選擇
1、膜材料的性能
膜(mo)(mo)(mo)(mo)材(cai)料(liao)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)結(jie)構的(de)核(he)心部分,它決定了膜(mo)(mo)(mo)(mo)結(jie)構的(de)強度、耐久性(xing)、防火性(xing)、防污性(xing)等。常(chang)用(yong)(yong)的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)材(cai)料(liao)有聚酯(zhi)纖維(wei)涂(tu)層玻璃纖維(wei)(PVC)、聚四氟乙(yi)烯(PTFE)、乙(yi)烯四氟乙(yi)烯共聚物(wu)(ETFE)等。不同的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)材(cai)料(liao)有不同的(de)特點和(he)適(shi)用(yong)(yong)范圍(wei),我們應該根據項目(mu)的(de)要求(qiu)和(he)預算,選擇合適(shi)的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)材(cai)料(liao)。
2、膜結構的形式
膜結(jie)(jie)構有(you)很多(duo)種形式,比如張拉膜結(jie)(jie)構、氣壓膜結(jie)(jie)構、索網膜結(jie)(jie)構等(deng)。不(bu)同(tong)的(de)(de)形式有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)受力方式和空間效果,我們應該根據場地的(de)(de)條件(jian)和功能的(de)(de)需(xu)求,選擇(ze)合(he)適(shi)的(de)(de)形式。
3、膜結構的尺寸
膜結構(gou)(gou)的尺寸(cun)影(ying)響了膜結構(gou)(gou)的穩定性和美觀(guan)性,我(wo)們應(ying)該根據(ju)場地的大小和高度,選擇(ze)合適的尺寸(cun)。一般來說,膜結構(gou)(gou)的跨度越(yue)大,需要的支撐(cheng)結構(gou)(gou)越(yue)少,但是(shi)也越(yue)容(rong)易受到(dao)風力的影(ying)響;膜結構(gou)(gou)的高度越(yue)高,需要的索桿越(yue)長,但是(shi)也越(yue)容(rong)易產生大面積的陰影(ying)。
4、膜結構的顏色
膜(mo)(mo)結(jie)構的顏(yan)色(se)(se)影(ying)響了膜(mo)(mo)結(jie)構的視覺效果(guo)和(he)(he)環境適應(ying)(ying)性(xing),我們(men)應(ying)(ying)該(gai)根(gen)據場地的背(bei)景和(he)(he)氣候(hou)條件,選擇合適的顏(yan)色(se)(se)。一(yi)般來說,淺色(se)(se)的膜(mo)(mo)結(jie)構可(ke)以反(fan)射更(geng)多(duo)的陽光,降低室(shi)內溫度,但(dan)是也(ye)(ye)容(rong)易顯(xian)得單調;深(shen)色(se)(se)的膜(mo)(mo)結(jie)構可(ke)以吸收(shou)更(geng)多(duo)的陽光,提高室(shi)內溫度,但(dan)是也(ye)(ye)容(rong)易顯(xian)得沉重。
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(de)質量和(he)(he)安全。我們還應該定期對膜(mo)結(jie)構進行檢查和(he)(he)清(qing)潔(jie),及(ji)時發現和(he)(he)處理問(wen)題,延(yan)長膜(mo)結(jie)構的(de)使用壽命。