膜結構又叫張拉膜結構,是21世紀最具代表性的建筑形式。打破了純直線建筑風格的模式,以其獨有的優美曲面造型,簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合,同時給建筑設計師提供了更大的想象和創造空間。
一、膜結構的用途
膜結構工程已經逐漸應用于體育場、網球場、展覽中心、停車棚、收費站、污水處理等很多設施中,膜結構的優點很多,一是建筑造型優美,它打破了純直線建筑風格的模式,以其獨有的優美曲線造型,簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合,呈現給人耳目一新的感覺。二是覆蓋大跨度空間,膜結構由于自重輕,加上鋼索、鋼結構高強度材料的應用,通過合理的設計受力體系,簡潔合理,故使膜結構適合跨越較大跨度空間,從而形成開闊的無柱大跨度結構體系工程。三是防火性和抗震性,膜結構建筑所采用的膜材具有助燃性和耐高溫性,能很好的滿足防火要求。由于自重輕,柔性強,故抗震性能好。四是施工工期短,由于骨架的鋼結構和膜材裁剪可以在工廠加工制作,現場只需要組裝,施工簡便快捷,施工周期較傳統建筑短。
二、膜結構的優點
1、大跨度。膜結構自重輕、抗震性能好,可以不需要內部支撐,可創造巨大的無遮擋可視空間,有效增加空間使用面積。
2、藝術性。以造型學、色彩學為依托,可結合自然條件,充分發揮建筑師的想象力,配合燈光易形成夜景,給人以現代美的享受。
3、經濟性。膜材料具有一定的透光率,節約能源;而且,膜結構能夠拆卸,易于搬遷,更為經濟。
4、安全性。膜材料具有的阻燃性和耐高溫性,膜結構屬柔性結構,不易整體倒塌,抗震性能比較好。
5、工期短。
6、適用廣。
三、膜結構的分類
1、骨架膜結構:以鋼構或是集成材構成的屋頂骨架,在其上方張拉膜材的構造形式,下部支撐結構安定性高,因屋頂造型比較單純,開口部不易受限制,且經濟效益高等特點,廣泛適用于任何規模的空間。
2、張拉膜結構:以膜材、鋼索及支柱構成,利用鋼索與支柱在膜材中導入張力以達安定的形式。除了可實踐具創意,創新且美觀的造型外,也是最能展現膜結構精神的構造形式.大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構成鋼索網來支撐上部膜材的形式。分為整體張拉式、骨架支承式和索系支承式。
3、充氣膜結構:充氣式膜結構是將膜材固定于屋頂結構周邊,利用送風系統讓室內氣壓上升到一定壓力后,使屋頂內外產生壓力差,以抵抗外力,因利用氣壓來支撐,及鋼索作為輔助材,無需任何梁,柱支撐,可得更大的空間,施工快捷,經濟效益高。分為氣承式、氣枕式和氣肋式。
四、膜結構名詞解釋
1、膜材:由基材和聚合物涂層構成的涂層織物或由高分子聚合物制成的薄膜。
2、基材:由玻璃纖維或聚酯纖維等織成的具有一定強度的織物。
3、涂層:涂敷在基材上,起保護基材作用的聚合物層。
4、拉索:由索體和錨具組成的受拉構件。
5、索體:拉索受力的主要部分,可采用鋼絲束、鋼絞線、鋼絲繩或鋼拉桿。
6、裁剪:裁剪設計和裁剪加工的統稱。
7、膜片:對膜材進行裁剪后形成的單塊膜。
8、膜單元:由膜片連接而成,在膜結構中由柔性邊界或剛性邊界圍起的整塊膜。
9、熱合:通過加熱將相鄰膜片搭接部分壓接在一起的加工工藝。
10、膜附件:用于膜單元之間、膜與鋼構件、膜與拉索之間的連接件,包括鋁合金夾具、膠條及緊固件等。
11、工作內壓:充氣膜結構在正常使用時,膜面內部空間與外部環境的氣壓差。
12、最大工作內壓:充氣膜結構在強風或暴雪等極端天氣條件時所設定的膜面內部空間與外部環境最大氣壓差。
13、最小工作內壓:充氣膜結構保持結構體系穩定性所設定的膜面內部空間與外部環境最小氣壓差。
14、連膜鋼板:設置在支承面或支承結構上連接膜單元的鋼板。
15、連膜鋼管:設置在支承面或支承結構上連接膜單元的鋼管。