一、膜結構是什么
膜(mo)結構(gou)又叫張(zhang)(zhang)拉膜(mo)結構(gou),是(shi)一(yi)種建筑(zhu)與結構(gou)結合(he)的結構(gou)體系,是(shi)采(cai)用(yong)高強度柔性薄(bo)膜(mo)材料與輔助結構(gou)通(tong)過一(yi)定方(fang)式(shi)使其內部產(chan)生一(yi)定的預張(zhang)(zhang)應力(li),并形(xing)成應力(li)控制下的某(mou)種空(kong)間形(xing)狀,作為覆蓋結構(gou)或建筑(zhu)物主體,并具有足夠(gou)剛度以抵抗外部荷載(zai)作用(yong)的一(yi)種窄間結構(gou)類型。
膜結(jie)構(gou)是20世紀中期發展起來(lai)的一種新型建筑結(jie)構(gou)類型,它打破了純(chun)直(zhi)線建筑風格的模式(shi),以其獨有的優(you)美(mei)曲面(mian)造型,簡潔、明快、剛與柔、力(li)與美(mei)的組合,給(gei)人耳目一新的感覺,同時(shi)給(gei)建筑設(she)計師提供了更大的想象和創造空間。
二、膜結構的優點
1、大跨(kua)度。膜(mo)結構(gou)自重輕、抗震性能(neng)好,可(ke)以不(bu)需要內部支(zhi)承,克服了傳統(tong)結構(gou)在大跨(kua)度(無支(zhi)撐)建筑上實現所遇到的困難,可(ke)創造巨大的無遮(zhe)擋可(ke)視空間,有效(xiao)增加空間使用面積(ji)。
2、藝術性。膜結(jie)構突破了傳(chuan)統的(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)結(jie)構類型(xing)(xing),以(yi)造型(xing)(xing)學、色彩學為(wei)依(yi)托(tuo),可結(jie)合(he)自然條件(jian),充分發(fa)揮建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)師的(de)想象力(li),根(gen)據創意建(jian)(jian)(jian)造出傳(chuan)統建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)難以(yi)實現的(de)曲線及(ji)各種造型(xing)(xing),且色彩豐富,富有時代氣息,體(ti)現結(jie)構構件(jian)受力(li)之美。配(pei)合(he)燈光易形成夜景,給人以(yi)現代美的(de)享受。
3、經濟(ji)性(xing)。膜(mo)材料具有(you)一定的(de)透(tou)光率,白天可減少照明強度(du)和(he)時間,節(jie)約能源;夜間彩燈透(tou)射可形成絢爛的(de)景觀。而(er)且,膜(mo)結構能夠拆卸,易于搬(ban)遷,特(te)別是在建(jian)造短(duan)期應用的(de)大跨度(du)建(jian)筑時,更為經濟(ji)。
4、安全性(xing)。膜材料(liao)具有的(de)阻燃性(xing)和(he)耐高溫性(xing),能很好(hao)地滿足防火(huo)要求;膜結(jie)構(gou)(gou)屬柔性(xing)結(jie)構(gou)(gou),能夠承(cheng)受很大的(de)位(wei)移,不(bu)易整體倒塌(ta);膜結(jie)構(gou)(gou)自(zi)重輕,抗震(zhen)性(xing)能比(bi)較好(hao)。
5、自潔性。膜建(jian)筑(zhu)中采(cai)用具有防護涂層的膜材(cai),本身不(bu)發黏,落到膜材(cai)表面(mian)的灰(hui)塵可以靠(kao)雨水的自然(ran)沖洗而達(da)到良好的自潔效(xiao)果,同時保證建(jian)筑(zhu)的使用壽(shou)命(ming)。
6、工期(qi)短。膜片的裁剪、鋼(gang)索及(ji)鋼(gang)結構等的制作均在工廠完成(cheng),減少現(xian)(xian)場(chang)施工時(shi)間,可與下部鋼(gang)筋混(hun)凝(ning)土結構或構件等同時(shi)進(jin)行,避免(mian)施工交(jiao)叉,在施工現(xian)(xian)場(chang)只是鋼(gang)索、鋼(gang)結構及(ji)膜片的連接安(an)裝定位及(ji)張拉的過程,故現(xian)(xian)場(chang)施工安(an)裝、迅速快捷,相對(dui)傳統建筑工程工期(qi)較短。
7、適(shi)用廣。從氣候條(tiao)件看,膜結(jie)構建筑適(shi)用的(de)地(di)域廣闊;從規模上看,可(ke)以小(xiao)到(dao)單人帳(zhang)篷、花園小(xiao)品,大到(dao)覆蓋幾(ji)萬、幾(ji)十萬平方米的(de)建筑。甚至有(you)人曾設想覆蓋一(yi)個小(xiao)城,實現人造自然(ran)。
三、膜結構的缺點
1、耐久性差。一般的膜材使用壽命為15~25年(nian),與(yu)傳(chuan)統(tong)的混凝土及鋼(gang)材相比有較大的差距,與(yu)“百年(nian)大計”的設計理念不同。
2、隔熱(re)性(xing)(xing)差(cha)。如果強調透光(guang)性(xing)(xing),只能用單層(ceng)膜,隔熱(re)性(xing)(xing)就(jiu)差(cha),因(yin)而冬天冷、夏天熱(re),需(xu)要空調。
3、隔音(yin)效果較差(cha)。單層(ceng)膜結(jie)構只能(neng)用于隔音(yin)要求不高的建筑。
4、抵(di)抗局(ju)部荷(he)載能力差(cha)。屋(wu)(wu)面會(hui)在局(ju)部荷(he)載作用下形成局(ju)部凹陷,造(zao)成雨水或(huo)雪的淤積,使屋(wu)(wu)蓋在淤積處的荷(he)載增加,可能導致屋(wu)(wu)蓋撕裂(帳蓬結(jie)構)或(huo)翻轉(zhuan)(充氣結(jie)構)。
5、維(wei)護(hu)難。充氣(qi)結構(gou)還需要(yao)不(bu)停地送風,因此維(wei)護(hu)和管理特別重要(yao)。另(ling)外。氣(qi)承式充氣(qi)結構(gou)必須是(shi)密閉(bi)的(de)空(kong)間,不(bu)宜開(kai)窗。
6、環保(bao)問題。使(shi)用的膜(mo)材都是不可再生的,一旦達到使(shi)用年限,拆(chai)除的膜(mo)材便成為城市垃圾而無法處置(zhi),正(zheng)在(zai)研制開發膜(mo)材的可回收利用,并(bing)已取得了一定的進展。
四、膜結構的種類有哪些
1、按膜材料分類
(1)聚酯纖維膜(mo):由聚酯纖維織成的高強度膜(mo)材料,適(shi)用于中小型建筑和景觀遮陽。
(2)聚氯乙烯膜(mo):由聚氯乙烯樹(shu)脂加工制(zhi)成的膜(mo)材料,適(shi)用于大(da)型室內和室外(wai)建筑。
(3)乙烯(xi)-四氟乙烯(xi)共聚物(wu)膜:由乙烯(xi)-四氟乙烯(xi)共聚物(wu)織成的高強度膜材料(liao),適用(yong)于大型室內和室外(wai)建筑。
2、按輔助結構分類
(1)骨架(jia)膜(mo)結(jie)構(gou):以鋼架(jia)支撐的膜(mo)結(jie)構(gou),結(jie)構(gou)穩固,適(shi)用于大型(xing)室內和室外(wai)建筑。
(2)張拉膜結(jie)構:以(yi)張拉索和支柱支撐的膜結(jie)構,造型(xing)輕盈、多(duo)樣,適用(yong)于商(shang)業、住宅、景觀等場所(suo)。
(3)充氣膜結構:將空(kong)氣引入(ru)膜材料中,使膜材料膨(peng)脹并形成建筑結構的形態,適(shi)用于大型(xing)室(shi)內和室(shi)外建筑。
3、按建筑形態分類
(1)球形(xing)膜(mo)結構:以球形(xing)為基(ji)礎形(xing)態的膜(mo)結構,通(tong)常用于景觀(guan)雕塑和(he)小型建筑。
(2)傘(san)(san)形膜結(jie)(jie)構:以傘(san)(san)形為基礎形態(tai)的(de)膜結(jie)(jie)構,適用于(yu)商業、住(zhu)宅等場所。
(3)氣墊膜結構:以氣墊為基礎形態的膜結構,適用(yong)于大(da)型室內和(he)室外建筑。
五、膜結構怎么選擇
1、膜材料的性能
膜材(cai)料(liao)是膜結構的核心部分,它(ta)決定了(le)膜結構的強度、耐久性(xing)(xing)、防(fang)火性(xing)(xing)、防(fang)污性(xing)(xing)等。常用的膜材(cai)料(liao)有(you)聚酯纖維(wei)涂層玻璃纖維(wei)(PVC)、聚四(si)氟乙烯(PTFE)、乙烯四(si)氟乙烯共聚物(ETFE)等。不同的膜材(cai)料(liao)有(you)不同的特點(dian)和適(shi)用范圍,我們應該根據項目(mu)的要求和預算(suan),選擇合適(shi)的膜材(cai)料(liao)。
2、膜結構的形式
膜(mo)(mo)結(jie)構有(you)(you)很(hen)多(duo)種形式(shi),比(bi)如(ru)張拉膜(mo)(mo)結(jie)構、氣壓膜(mo)(mo)結(jie)構、索網膜(mo)(mo)結(jie)構等。不同的(de)形式(shi)有(you)(you)不同的(de)受(shou)力方式(shi)和空間效果,我(wo)們應該根據(ju)場地的(de)條(tiao)件和功能的(de)需求,選擇合適(shi)的(de)形式(shi)。
3、膜結構的尺寸
膜(mo)結構(gou)(gou)的(de)尺寸影(ying)響了膜(mo)結構(gou)(gou)的(de)穩(wen)定性和美觀性,我們應該(gai)根據場地的(de)大(da)(da)小和高度,選擇合適的(de)尺寸。一般來說,膜(mo)結構(gou)(gou)的(de)跨度越大(da)(da),需(xu)(xu)要的(de)支撐結構(gou)(gou)越少,但(dan)是(shi)也越容(rong)易受到風力(li)的(de)影(ying)響;膜(mo)結構(gou)(gou)的(de)高度越高,需(xu)(xu)要的(de)索桿越長,但(dan)是(shi)也越容(rong)易產生(sheng)大(da)(da)面(mian)積(ji)的(de)陰(yin)影(ying)。
4、膜結構的顏色
膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)的(de)顏(yan)色(se)影響了膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)的(de)視(shi)覺效(xiao)果和環境適(shi)應性,我們應該根據(ju)場地(di)的(de)背景(jing)和氣候條(tiao)件,選擇合適(shi)的(de)顏(yan)色(se)。一般來說,淺(qian)色(se)的(de)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)可以反射更(geng)多的(de)陽光,降低室內(nei)溫度(du),但是(shi)也(ye)容(rong)易(yi)顯得單調;深色(se)的(de)膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)可以吸收更(geng)多的(de)陽光,提高室內(nei)溫度(du),但是(shi)也(ye)容(rong)易(yi)顯得沉重。
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,確保品牌膜結構的質量(liang)和(he)安全。我們還(huan)應(ying)該定期對膜結構(gou)進行(xing)檢查和(he)清潔,及時發現(xian)和(he)處(chu)理問題(ti),延長膜結構(gou)的使用(yong)壽命。