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什么是膜結(jié)構(gòu)
膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中新發(fā)展起來的一種形式,它以性能優(yōu)良的織物為材料,或是向膜內(nèi)充氣,由空氣壓力支撐膜面,或是利用柔性鋼索或剛性支撐結(jié)構(gòu)將面繃緊,從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。
膜結(jié)構(gòu)故事
1970年日本大阪萬國博覽會中凈空尺寸為 140m×83.5m的美國館是一個大跨度的膜結(jié)構(gòu),自此以后,膜結(jié)構(gòu)在國外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中, 膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。
1975年建成的美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣,膜結(jié)構(gòu),平面尺寸234.9m×183m;1981年的沙特阿拉伯吉大機場候機大廳懸掛膜結(jié)構(gòu),占地42萬m2;
1988年的漢城奧運會體操館與擊劍館;2000年的倫敦"千年穹"都以其獨特的 膜結(jié)構(gòu)造型及提前的設(shè)計,顯示了膜結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)與材料科學的發(fā)展水平。
骨架式膜結(jié)構(gòu)
●以鋼構(gòu)或其他集成材構(gòu)成的屋頂骨架,在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式。
●特點:因設(shè)計簡單、受力性能較好、實用性強等優(yōu)點,頗受設(shè)計者青睞。
●應(yīng)用:在體育場館、體育看臺、展覽館、機場候機樓、車站候車室、收費站、停車棚等領(lǐng)域被廣泛使用。
張拉式膜結(jié)構(gòu)
●以膜材、鋼索及鋼結(jié)構(gòu)支柱構(gòu)成,通過鋼索、支柱及膜材之間的張拉應(yīng)力平衡以達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的形式。
●特點:大空間、大跨度、重量輕是本結(jié)構(gòu)的特點。除了富于創(chuàng)意、前衛(wèi)、美觀的造型外,也是展現(xiàn)膜結(jié) 構(gòu)魅力的構(gòu)造形式。 近年來,大型跨距空間也多采用以鋼索與桿件構(gòu)成空間鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。 因跨度一般設(shè)計較大,鋼結(jié)構(gòu)用量較少,但對膜材質(zhì)量要求較高,需選用高強度的膜材料,同樣由于沒有框架結(jié)構(gòu)造型限制,膜結(jié)構(gòu)造型流暢、飄逸、優(yōu)美。
●應(yīng)用:普遍用于大型體育場館、廣場景觀、海邊景觀、室外舞臺、游泳池等地方。
充氣式膜結(jié)構(gòu)
●充氣式膜結(jié)構(gòu),又稱謂氣膜結(jié)構(gòu),空間密閉,配置智能和機電控制系統(tǒng),靠內(nèi)外氣壓差來支撐整個建筑。
●特點:可在任何氣候、環(huán)境、地理條件下設(shè)置,由于材料的柔性和結(jié)構(gòu)固有的有效性和弧形的體形,沒有受彎、受扭和受壓的構(gòu)件,內(nèi)部無需任何框架或梁柱支撐,跨度可以達到200米。
●應(yīng)用:普遍用于室內(nèi)運動體育場館(籃球場、羽毛球場、足球場、游泳館等)以及煤場、礦場、污染土等需要密封的大型建筑結(jié)構(gòu)。
膜材性能
光學性能
膜材料可濾除大部分紫外線,防止內(nèi)部物品褪色。其對自然光的透射率從15%-95%不等,透射光在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生均勻的漫射光,無陰影,無眩光,具有良好的顯色性,夜晚在周圍環(huán)境光和內(nèi)部照明的共同作用下,膜結(jié)構(gòu)表面發(fā)出自然柔和的光輝,令人陶醉。
自潔性能
膜材料表層均做了不粘層處理,具有很好的自潔性能,雨天時,膜材表面的灰塵會在雨水的沖刷下,聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗。
聲學性能
一般膜結(jié)構(gòu)對于低于60Hz的低頻幾乎是透明的,對有特殊吸音要求的結(jié)構(gòu)可以增加FBA(FABRASORB)內(nèi)膜,這種組合比玻璃具有更強的吸音效果。
保溫性能
單層膜材料的保溫性能與磚墻相同,優(yōu)于玻璃。對于有較高保溫要求的膜結(jié)構(gòu),可以通過增加內(nèi)膜保溫層達到保溫隔熱的優(yōu)良性能。
防火性能
如今廣泛使用的膜材料能很好地滿足對于防火的需求,具有阻燃和耐高溫性能,達到法國、德國、美國、日本等多國標準。
力學性能
中等強度的PVC膜:其厚度僅0.8mm,但它的拉伸強度相當于鋼材的一半。中等強度的PTFE膜:其厚度僅1.0mm,但它的拉伸強度已達到鋼材的水平。膜材的彈性模量較低,這有利于膜材形成復雜的曲面造型。
膜材介紹
膜材是一種新興的建筑材料,已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的"第六種建筑材料"。膜材料是指以聚酯纖維或玻璃纖維為基布并附有不同的表面涂層,可承受一定載荷的建筑紡織品。通常有PVDF、TIO2 、PTFE、ETFE等膜材料。
ETFE膜材
ETFE是Ethylene(乙?。?、Tetra(四)、Flour(氟)、Ethylene(乙稀)四個英文的縮寫。ETFE膜材料沒有任何布基,僅由一層乙稀四氟乙稀薄膜構(gòu)成,乙稀氟乙稀本身具有很好的化學穩(wěn)定性,不需要任何其它的面層保護。使用壽命在30年以上,具有很好的自潔性,耐火,透光率在95%左右。
1、耐久性好:氣候適應(yīng):-200~150攝氏度,15年以上惡劣氣候,力學和光學性能不改變。
2、抗拉強度高:破斷伸長率達300%以上。
3、高安全性:阻燃材料,熔后收縮但無滴落物。
4、ETFE膜表面光滑,幾乎不需日常保養(yǎng),自潔性特高,灰塵污垢隨水沖掉。
5、結(jié)構(gòu)輕,抗震性好,安裝方便。
PTFE膜材
PTFE建筑膜材料是指在極細的玻璃纖維(3μm)編織成的基布上涂PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復合材料。
1、PTFE膜材具有強度高、耐久性好、防火難燃、自潔功能好等優(yōu)點。
2、PTFE膜材對太陽光具有高反射率和低吸收率,可以節(jié)省能源成本。
3、PTFE薄膜結(jié)構(gòu)建筑物可以自由設(shè)計、利用的多樣性
4、PTFE具有PVDF不可比擬的高自潔性,外表所堆積的灰塵、大氣污垢等遇雨水沖刷后被清洗干
5、防火材料,安全性高,且使用壽命長,30年以上。
環(huán)境工程膜材
1、獨特的改性PVDF涂層
在PVDF涂層上添加了特殊的改性助劑,既提高了膜材的自潔性能又能直接焊接,同時,改性助劑與PVC層內(nèi)添加劑協(xié)同作用,使PVDF與PVC涂層的結(jié)合更加牢固,不易剝離,不再需要涂覆底料層。
2、UV光固化處理
先進的UV光固化處理技術(shù),大大提升了材料在強腐蝕,強酸堿,鹽霧等惡劣條件下的使用壽命。
3、優(yōu)良的抗菌、防霉性
表面增加耐腐,防酸堿涂層處理,延長特殊環(huán)境下的膜材使用壽命,增加膜材密閉性。
膜材對比表
指標 |
ETFE膜材 |
PTFE膜材 |
PVDF膜材 |
環(huán)境工程膜材 |
亞克力膜材 |
使用環(huán)境 |
要求較高的建筑物,例如候機樓、候車廳等 |
要求較高的建筑物,例如候機樓、體育場館等 |
要求不高的建筑物、或特殊要求的建筑,例如氣膜 |
污水池、污染土密封 |
淘汰產(chǎn)品 |
基布材質(zhì) |
乙稀四氟乙稀 |
玻璃纖維 |
聚脂纖維(PVC) |
聚脂纖維(PVC) |
聚脂纖維(PVC) |
表面涂層 |
沒有 |
PTFE涂層 |
PVDF涂層 |
防老化防腐蝕涂層 |
亞克力 |
自潔功能 |
很好 |
非常好 |
好 |
好 |
較差 |
透光率 |
95% |
6-15% |
5-20% |
5-15% |
5-20% |
使用壽命 |
20年以上 |
30年以上 |
15-25年 |
15-25年 |
3-5年 |
拉伸強度 |
1000-1500N |
4000-9000N |
3000-8000N |
3000-8000N |
3000-5000N |
防火等級 |
B1 |
A2 |
B1 |
B1 |
B1 |
運輸方式 |
不折疊 |
不折疊 |
可折疊 |
可折疊 |
可折疊 |
加工難度 |
難 |
難 |
容易 |
容易 |
容易 |
安裝方式 |
氣枕式 |
二次張拉式 |
一次張拉 |
一次張拉 |
一次張拉 |
價格 |
較高 |
高 |
一般 |
一般 |
PVDF的10-20% |
膜結(jié)構(gòu)日常維護膜結(jié)構(gòu)日常維護檢查
應(yīng)定期檢查膜結(jié)構(gòu)是否處于正常工作狀態(tài)。
主要檢查項目有:膜材有無較大變形,膜材是否因預(yù)張力損失而松弛,膜材是否局部撕裂,膜材涂層是否剝離,拉索是否松動,油漆是否剝落等。
如果出現(xiàn)以上問題,請通知我們派專業(yè)技術(shù)人員進行維護。
膜結(jié)構(gòu)日常維護檢查
膜材維護
1、每年定期不少于3次檢查并清理膜結(jié)構(gòu)頂面上的樹葉及堆積雜物,特別是臺風天氣過后;
2、膜結(jié)構(gòu)表面可以上人,但不能有尖銳物件接觸膜材表面,也不能穿鞋在膜材面上走到,以防磨損膜材表面的保護層;
3、每年不少于一次的清洗膜材表面,嚴禁使用天那水等強去污劑,宜使用相對溫和的洗衣粉或洗潔精等稀釋后進行清洗,同時嚴禁使用鋼刷子進行表面洗刷,宜用塑料刷子或布條進行清洗,避免損壞膜材表面;
4、膜材屬于不燃物體,但遇到明火會被融化,所以應(yīng)避免在膜材上有煙花、電焊等高溫物;
5、膜材有一定的彈性和張拉強度,但應(yīng)避免高空墜物落到膜結(jié)構(gòu)面上,特別是尖銳的玻璃、鐵塊、石塊、磚塊等;
6、膜材面有水后變得非常濕滑,在上面作業(yè)必要嚴格注意安全,扣好安全帶,做好安全保護措施。
鋼結(jié)構(gòu)維護
1.項目交付使用后,業(yè)主不能擅自更改結(jié)構(gòu),不得拆卸任何螺栓構(gòu)件,如需要更改請與我公司聯(lián)系經(jīng)過受力評估后方可改變;
2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)每年油漆重新保養(yǎng)一次,以延長鋼結(jié)構(gòu)房屋整體外觀及延長使用年限;
3.業(yè)主布置用電照明設(shè)備,電線不能直接綁扎在鋼構(gòu)件上,應(yīng)設(shè)線管或線槽隔離安裝,以免發(fā)生觸電;
4.清洗鋼結(jié)構(gòu)表面時不能有刮劃現(xiàn)象,避免使用漂白成份及含研磨制的洗滌用品、酸性液體進行沖洗,鋼絲球,耐磨品都不得使用,用潔凈水從上到下沖洗;
5.鋼結(jié)構(gòu)后期使用中如出現(xiàn)業(yè)主不能自行解決的技術(shù)問題,一定要跟我公司聯(lián)系,千萬不可自行改裝鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
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