一、膜結構是什么
膜結構又(you)叫張拉膜結構,是一種(zhong)(zhong)建(jian)筑(zhu)與結構(gou)結合的(de)結構(gou)體系,是采用(yong)高強度柔性薄(bo)膜材料與輔(fu)助結構(gou)通過一定方式使其內部產生一定的(de)預張(zhang)應力,并形(xing)成(cheng)應力控制(zhi)下的(de)某種(zhong)(zhong)空間形(xing)狀,作(zuo)為覆(fu)蓋結構(gou)或建(jian)筑(zhu)物(wu)主體,并具(ju)有足(zu)夠剛度以抵抗(kang)外部荷載作(zuo)用(yong)的(de)一種(zhong)(zhong)窄間結構(gou)類型(xing)。
膜結(jie)構是20世紀(ji)中期發展起(qi)來的(de)(de)一種新(xin)型(xing)(xing)建(jian)筑結(jie)構類型(xing)(xing),它打破了純直(zhi)線(xian)建(jian)筑風格的(de)(de)模式,以其獨(du)有的(de)(de)優美曲(qu)面造(zao)型(xing)(xing),簡潔、明快、剛與柔、力與美的(de)(de)組合,給人耳(er)目一新(xin)的(de)(de)感覺,同時給建(jian)筑設計師提供了更大的(de)(de)想象和(he)創造(zao)空間。
膜結構(gou)具(ju)有強烈的(de)時代感和代表(biao)性(xing)(xing)(xing),是集建(jian)筑學(xue)(xue)、結構(gou)力學(xue)(xue)、精(jing)細化工、材料科學(xue)(xue)、計算機技(ji)術等為一體的(de)多(duo)學(xue)(xue)科交叉應用(yong)工程,具(ju)有很高的(de)技(ji)術含量和藝術感染(ran)力,其曲面可(ke)以(yi)隨建(jian)筑師的(de)設計需要任意變化。結合整體環境,建(jian)造(zao)出標志(zhi)性(xing)(xing)(xing)的(de)形象工程,并且(qie)實用(yong)性(xing)(xing)(xing)強、應用(yong)領域廣(guang)泛(fan)。既可(ke)應用(yong)了大型(xing)公共設施,如體育場館的(de)屋頂系(xi)統(tong)、機場大廳、展覽中(zhong)心、購物(wu)中(zhong)心、停(ting)車場、站臺設施等。又可(ke)應用(yong)于休閑設施、工業設施、入口廊道(dao)以(yi)及標志(zhi)性(xing)(xing)(xing)或景觀性(xing)(xing)(xing)的(de)建(jian)筑、小品(pin)等。
二、膜結構的優點
1、大跨度。膜結(jie)構(gou)自重(zhong)輕、抗震性(xing)能好(hao),可以不需要(yao)內部支承,克服了傳統結(jie)構(gou)在(zai)大跨度(無支撐)建筑上實現所遇到的困(kun)難(nan),可創造巨(ju)大的無遮擋可視空(kong)間,有(you)效(xiao)增加空(kong)間使(shi)用(yong)面積。
2、藝術性。膜結構(gou)突破(po)了傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)建筑結構(gou)類型,以造型學、色彩學為(wei)依托,可結合(he)自然條(tiao)件,充分發揮建筑師(shi)的(de)(de)想象力,根據創意建造出(chu)傳(chuan)(chuan)統建筑難以實現的(de)(de)曲線及(ji)各種造型,且(qie)色彩豐富,富有時代氣息,體現結構(gou)構(gou)件受力之美。配合(he)燈光易形成夜景,給人以現代美的(de)(de)享受。
3、經濟性。膜(mo)材料具有一(yi)定(ding)的透光率(lv),白天可減(jian)少(shao)照明強(qiang)度和時(shi)間,節約能(neng)源;夜(ye)間彩燈透射可形成絢爛的景觀。而(er)且(qie),膜(mo)結構能(neng)夠拆卸,易于(yu)搬(ban)遷,特別是在建造短期(qi)應用的大跨度建筑時(shi),更(geng)為經濟。
4、安全性。膜(mo)材(cai)料具有的阻燃性(xing)(xing)(xing)和(he)耐高溫性(xing)(xing)(xing),能(neng)很(hen)好(hao)地滿足防火要(yao)求(qiu);膜(mo)結(jie)構(gou)屬柔(rou)性(xing)(xing)(xing)結(jie)構(gou),能(neng)夠承(cheng)受很(hen)大的位移(yi),不易整體倒(dao)塌;膜(mo)結(jie)構(gou)自重輕,抗震性(xing)(xing)(xing)能(neng)比較好(hao)。
5、自潔性。膜建筑中采用具有防護涂層的(de)膜材,本身(shen)不發黏(nian),落到膜材表面的(de)灰(hui)塵(chen)可以靠雨水的(de)自(zi)(zi)然沖洗(xi)而達到良好的(de)自(zi)(zi)潔效果,同時(shi)保證(zheng)建筑的(de)使用壽命。
6、工期短。膜片(pian)的(de)裁剪(jian)、鋼(gang)(gang)索及鋼(gang)(gang)結(jie)構等(deng)的(de)制作均在(zai)工(gong)廠(chang)完成,減少現(xian)場(chang)施工(gong)時(shi)間,可與下部鋼(gang)(gang)筋混(hun)凝土結(jie)構或構件等(deng)同時(shi)進行,避免施工(gong)交叉,在(zai)施工(gong)現(xian)場(chang)只是鋼(gang)(gang)索、鋼(gang)(gang)結(jie)構及膜片(pian)的(de)連接(jie)安裝(zhuang)定位及張拉的(de)過程,故現(xian)場(chang)施工(gong)安裝(zhuang)、迅速快捷,相對傳統(tong)建筑工(gong)程工(gong)期較短。
7、適用廣。從氣候條件看,膜結構建(jian)筑(zhu)適用的(de)地域廣闊;從規模上看,可以小到單人帳篷、花(hua)園小品(pin),大到覆蓋幾萬、幾十萬平方米的(de)建(jian)筑(zhu)。甚至(zhi)有人曾設(she)想覆蓋一個小城(cheng),實現人造自然。
三、膜結構的缺點
1、耐久性差。一般的(de)(de)膜材(cai)使用壽命為(wei)15~25年(nian),與(yu)傳統的(de)(de)混(hun)凝土(tu)及鋼材(cai)相比有較大(da)的(de)(de)差距,與(yu)“百(bai)年(nian)大(da)計”的(de)(de)設計理念(nian)不(bu)同(tong)。
2、隔熱性差。如果強調透光性(xing),只能用單層膜(mo),隔熱性(xing)就差,因而冬天冷、夏(xia)天熱,需要(yao)空調。
3、隔音效果較差。單層(ceng)膜結構只能(neng)用于隔音(yin)要求不(bu)高的建筑(zhu)。
4、抵抗局部荷載能力差。屋面會(hui)在局部荷(he)載(zai)作(zuo)用下(xia)形成局部凹(ao)陷,造成雨(yu)水或雪(xue)的淤積(ji),使屋蓋在淤積(ji)處(chu)的荷(he)載(zai)增加,可能(neng)導致(zhi)屋蓋撕裂(帳蓬結(jie)構(gou))或翻轉(zhuan)(充氣結(jie)構(gou))。
5、維護難。充(chong)氣(qi)結構還需要不停(ting)地送風,因此維護和管理特(te)別重要。另外(wai)。氣(qi)承(cheng)式充(chong)氣(qi)結構必(bi)須是密閉的空間,不宜開窗。
6、環保問題。使(shi)用的膜材(cai)都是不可再(zai)生的,一(yi)旦達到使(shi)用年限,拆除的膜材(cai)便成為城市垃(la)圾而無法處置,正在研制開發膜材(cai)的可回收利用,并已取得了一(yi)定的進(jin)展。