一、膜結構是什么
膜結構又(you)叫張(zhang)拉膜結構,是(shi)一(yi)種(zhong)建(jian)筑與(yu)結構(gou)(gou)結合的(de)(de)結構(gou)(gou)體(ti)(ti)系,是(shi)采用高強度柔性薄膜材料與(yu)輔助(zhu)結構(gou)(gou)通過(guo)一(yi)定(ding)方(fang)式使其內部產生一(yi)定(ding)的(de)(de)預張應(ying)力,并(bing)形(xing)成應(ying)力控制下的(de)(de)某種(zhong)空間形(xing)狀,作為覆蓋結構(gou)(gou)或建(jian)筑物主體(ti)(ti),并(bing)具有足夠剛度以抵(di)抗外(wai)部荷載作用的(de)(de)一(yi)種(zhong)窄間結構(gou)(gou)類型。
膜結構(gou)是(shi)20世紀(ji)中期發展起(qi)來的一(yi)種(zhong)新(xin)(xin)型(xing)建(jian)筑結構(gou)類型(xing),它(ta)打破(po)了純(chun)直線建(jian)筑風格的模式,以其獨有的優美曲面(mian)造型(xing),簡(jian)潔、明(ming)快、剛與柔、力與美的組合(he),給(gei)人耳目一(yi)新(xin)(xin)的感覺,同時給(gei)建(jian)筑設計師(shi)提供了更(geng)大的想象和創造空間。
膜(mo)結(jie)(jie)構具有強烈的時(shi)代感和代表性(xing),是集(ji)建(jian)(jian)筑(zhu)學(xue)(xue)、結(jie)(jie)構力學(xue)(xue)、精(jing)細化工、材(cai)料科(ke)學(xue)(xue)、計(ji)算機(ji)技術(shu)等(deng)為一體(ti)的多(duo)學(xue)(xue)科(ke)交叉應用(yong)工程,具有很高的技術(shu)含量和藝術(shu)感染力,其曲面可(ke)(ke)以(yi)隨(sui)建(jian)(jian)筑(zhu)師的設(she)計(ji)需要任意變化。結(jie)(jie)合整體(ti)環(huan)境,建(jian)(jian)造(zao)出標志性(xing)的形象工程,并且實用(yong)性(xing)強、應用(yong)領(ling)域廣泛。既可(ke)(ke)應用(yong)了大(da)型公共設(she)施(shi),如體(ti)育場(chang)館的屋頂系統(tong)、機(ji)場(chang)大(da)廳(ting)、展覽中心、購物中心、停車場(chang)、站臺設(she)施(shi)等(deng)。又可(ke)(ke)應用(yong)于(yu)休閑設(she)施(shi)、工業設(she)施(shi)、入口廊道以(yi)及標志性(xing)或景觀性(xing)的建(jian)(jian)筑(zhu)、小品等(deng)。
二、膜結構的優點
1、大跨度。膜結構自(zi)重輕、抗震性(xing)能好,可以(yi)不(bu)需要(yao)內部支(zhi)承,克服了傳統結構在大(da)跨度(無支(zhi)撐)建筑(zhu)上(shang)實現所遇到的困難,可創造巨(ju)大(da)的無遮(zhe)擋(dang)可視空間,有效增加空間使用(yong)面積(ji)。
2、藝術性。膜結構(gou)(gou)突破了傳統(tong)的(de)建筑結構(gou)(gou)類(lei)型(xing),以造型(xing)學、色(se)彩學為(wei)依托,可結合(he)自然條件,充(chong)分發(fa)揮建筑師的(de)想(xiang)象(xiang)力,根據創意(yi)建造出傳統(tong)建筑難以實現的(de)曲線及(ji)各種(zhong)造型(xing),且色(se)彩豐(feng)富(fu),富(fu)有時代氣息(xi),體現結構(gou)(gou)構(gou)(gou)件受力之美。配合(he)燈光易形成夜景,給(gei)人以現代美的(de)享受。
3、經濟性。膜(mo)材(cai)料具有一定的透光率,白天(tian)可減少(shao)照明強度(du)和時間(jian),節約(yue)能(neng)源;夜間(jian)彩燈透射可形(xing)成絢爛的景觀。而且(qie),膜(mo)結構能(neng)夠拆卸(xie),易(yi)于搬遷,特別是在建(jian)造短期應(ying)用的大(da)跨度(du)建(jian)筑(zhu)時,更為經濟。
4、安全性。膜材料具有的阻燃性(xing)和耐高溫(wen)性(xing),能(neng)(neng)很(hen)好(hao)地滿(man)足防火要求;膜結構屬柔性(xing)結構,能(neng)(neng)夠(gou)承受很(hen)大的位移,不(bu)易整體倒塌;膜結構自重輕,抗震性(xing)能(neng)(neng)比較好(hao)。
5、自潔性。膜(mo)(mo)建筑中采(cai)用具有(you)防護涂層(ceng)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)材(cai)(cai),本身不發黏,落到膜(mo)(mo)材(cai)(cai)表面的(de)(de)(de)灰塵(chen)可以靠雨水(shui)的(de)(de)(de)自然沖(chong)洗而達到良好的(de)(de)(de)自潔效(xiao)果,同(tong)時保證(zheng)建筑的(de)(de)(de)使用壽(shou)命。
6、工期短。膜(mo)片的(de)(de)裁(cai)剪(jian)、鋼(gang)索(suo)及(ji)鋼(gang)結(jie)構(gou)等(deng)的(de)(de)制作均在(zai)工廠完成,減(jian)少現(xian)(xian)場(chang)施(shi)工時(shi)間,可與下(xia)部(bu)鋼(gang)筋混凝土結(jie)構(gou)或構(gou)件等(deng)同時(shi)進行,避免施(shi)工交叉,在(zai)施(shi)工現(xian)(xian)場(chang)只是鋼(gang)索(suo)、鋼(gang)結(jie)構(gou)及(ji)膜(mo)片的(de)(de)連接(jie)安裝(zhuang)定位(wei)及(ji)張(zhang)拉的(de)(de)過程,故現(xian)(xian)場(chang)施(shi)工安裝(zhuang)、迅速快(kuai)捷(jie),相對傳統(tong)建筑工程工期較短。
7、適用廣。從氣候條件看,膜(mo)結構建筑(zhu)適用(yong)的(de)地域廣(guang)闊;從規模(mo)上(shang)看,可(ke)以小到單人(ren)帳篷、花(hua)園小品,大(da)到覆蓋幾萬、幾十萬平方(fang)米(mi)的(de)建筑(zhu)。甚(shen)至(zhi)有(you)人(ren)曾設想覆蓋一個(ge)小城(cheng),實現人(ren)造自然。
三、膜結構的缺點
1、耐久性差。一般的(de)(de)膜材使用(yong)壽命為15~25年,與傳(chuan)統的(de)(de)混凝土(tu)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(li)念(nian)不同。
2、隔熱性差。如果(guo)強調透光(guang)性,只(zhi)能用單層(ceng)膜(mo),隔熱性就差,因(yin)而冬天冷、夏天熱,需要空調。
3、隔音效果較差。單層膜結構只能用于(yu)隔音要求不高的建筑。
4、抵抗局部荷載能力差。屋面會在(zai)(zai)局部(bu)(bu)荷載作用下形成局部(bu)(bu)凹(ao)陷,造成雨水(shui)或雪(xue)的淤積,使屋蓋(gai)在(zai)(zai)淤積處的荷載增加,可能導(dao)致屋蓋(gai)撕(si)裂(帳(zhang)蓬(peng)結(jie)構)或翻轉(充氣結(jie)構)。
5、維護難。充(chong)(chong)氣結構還需要不(bu)停地送風,因此維(wei)護和管(guan)理特別重要。另外。氣承式充(chong)(chong)氣結構必須是密閉的空間,不(bu)宜開(kai)窗。
6、環保問題。使(shi)(shi)用的膜(mo)材(cai)都是不(bu)可再生(sheng)的,一(yi)旦達到使(shi)(shi)用年(nian)限,拆除的膜(mo)材(cai)便成為城市垃圾而無(wu)法(fa)處置,正在(zai)研(yan)制開發膜(mo)材(cai)的可回收利用,并已取得(de)了一(yi)定的進展。