一、膜結構是什么
膜結(jie)(jie)構又叫張(zhang)拉膜結(jie)(jie)構,是(shi)一種建筑與(yu)結(jie)(jie)構結(jie)(jie)合的(de)結(jie)(jie)構體(ti)(ti)系,是(shi)采用(yong)高強度柔(rou)性薄膜材料與(yu)輔(fu)助結(jie)(jie)構通過一定方式使其內部(bu)產生一定的(de)預(yu)張(zhang)應(ying)力(li),并(bing)(bing)形(xing)(xing)成(cheng)應(ying)力(li)控制下的(de)某(mou)種空(kong)間形(xing)(xing)狀,作為覆蓋(gai)結(jie)(jie)構或建筑物主體(ti)(ti),并(bing)(bing)具有足夠(gou)剛度以(yi)抵(di)抗(kang)外部(bu)荷載作用(yong)的(de)一種窄間結(jie)(jie)構類型。
膜結構是20世紀中(zhong)期發展起來的(de)一種(zhong)新型建筑結構類型,它打破了純直線建筑風(feng)格的(de)模(mo)式,以其獨有的(de)優美曲面造(zao)型,簡潔、明快(kuai)、剛與柔(rou)、力與美的(de)組合,給(gei)人耳目一新的(de)感覺(jue),同(tong)時給(gei)建筑設計師提供(gong)了更大的(de)想象和創造(zao)空間。
二、膜結構的優點
1、大(da)跨度。膜結(jie)構自重輕(qing)、抗震性能好,可(ke)(ke)以(yi)不需要內部支(zhi)承,克服了(le)傳統結(jie)構在(zai)大(da)跨度(無(wu)支(zhi)撐(cheng))建筑上(shang)實現所(suo)遇到的困難,可(ke)(ke)創造巨(ju)大(da)的無(wu)遮擋可(ke)(ke)視空(kong)(kong)間(jian),有效(xiao)增加空(kong)(kong)間(jian)使用面積。
2、藝術性(xing)。膜結構突破了傳(chuan)(chuan)統的(de)建(jian)筑結構類型(xing),以造型(xing)學(xue)、色彩學(xue)為依托,可結合自(zi)然條件,充分發揮(hui)建(jian)筑師的(de)想象(xiang)力,根據創意建(jian)造出(chu)傳(chuan)(chuan)統建(jian)筑難以實現(xian)的(de)曲(qu)線及各種造型(xing),且色彩豐富,富有時代氣息,體現(xian)結構構件受力之美。配合燈光易形成夜景,給人以現(xian)代美的(de)享受。
3、經(jing)濟(ji)性(xing)。膜(mo)材料具有(you)一定的透光率,白天可減少照明強度(du)(du)和時(shi)間,節約能(neng)源;夜(ye)間彩燈(deng)透射可形成絢爛(lan)的景觀。而且,膜(mo)結構(gou)能(neng)夠拆卸,易(yi)于搬(ban)遷(qian),特別是在建造(zao)短期應用的大(da)跨度(du)(du)建筑(zhu)時(shi),更(geng)為經(jing)濟(ji)。
4、安(an)全(quan)性(xing)。膜(mo)材料具(ju)有的阻燃性(xing)和耐高溫性(xing),能很好(hao)地(di)滿足防火要(yao)求;膜(mo)結構屬(shu)柔性(xing)結構,能夠承受(shou)很大的位移,不易整體(ti)倒塌;膜(mo)結構自(zi)重輕,抗(kang)震性(xing)能比(bi)較好(hao)。
5、自(zi)潔性。膜建筑中采(cai)用(yong)具有(you)防護(hu)涂層(ceng)的膜材,本身不(bu)發黏,落到膜材表面的灰塵可以靠雨(yu)水的自(zi)然沖(chong)洗而達到良好的自(zi)潔效果,同時保證建筑的使用(yong)壽命。
6、工(gong)(gong)期短。膜(mo)(mo)片的裁(cai)剪、鋼(gang)索及鋼(gang)結構(gou)等的制作(zuo)均在工(gong)(gong)廠完成,減少現場(chang)施(shi)工(gong)(gong)時間,可(ke)與下部鋼(gang)筋(jin)混凝土結構(gou)或構(gou)件等同時進行,避(bi)免施(shi)工(gong)(gong)交(jiao)叉(cha),在施(shi)工(gong)(gong)現場(chang)只(zhi)是鋼(gang)索、鋼(gang)結構(gou)及膜(mo)(mo)片的連(lian)接(jie)安裝定位(wei)及張拉的過程(cheng),故現場(chang)施(shi)工(gong)(gong)安裝、迅速快捷,相對(dui)傳(chuan)統建(jian)筑工(gong)(gong)程(cheng)工(gong)(gong)期較短。
7、適(shi)用廣。從氣候條(tiao)件看(kan),膜結(jie)構建(jian)筑適(shi)用的(de)地域(yu)廣闊;從規模上(shang)看(kan),可以(yi)小到單(dan)人(ren)帳篷、花園(yuan)小品(pin),大到覆蓋(gai)(gai)幾萬、幾十萬平方米(mi)的(de)建(jian)筑。甚至有人(ren)曾設想覆蓋(gai)(gai)一個小城,實(shi)現(xian)人(ren)造(zao)自然。
三、膜結構的缺點
1、耐久性(xing)差(cha)。一般的膜材(cai)使用壽命為15~25年(nian),與傳(chuan)統的混凝土及鋼材(cai)相比有較大的差(cha)距,與“百年(nian)大計(ji)(ji)”的設計(ji)(ji)理(li)念(nian)不(bu)同。
2、隔熱(re)性(xing)差(cha)(cha)。如果(guo)強調透光性(xing),只能用單層(ceng)膜,隔熱(re)性(xing)就差(cha)(cha),因而冬天(tian)冷、夏天(tian)熱(re),需要空調。
3、隔音效果較差。單層膜結構(gou)只能用(yong)于隔音要求不高的建(jian)筑。
4、抵(di)抗局部(bu)荷載能(neng)力差。屋面會在局部(bu)荷載作用下形成局部(bu)凹(ao)陷,造成雨水或(huo)雪的淤(yu)積,使屋蓋(gai)在淤(yu)積處的荷載增加,可能(neng)導致屋蓋(gai)撕裂(lie)(帳蓬結構)或(huo)翻轉(充氣結構)。
5、維護(hu)難。充氣結構(gou)還需(xu)要(yao)不(bu)停地送風,因此(ci)維護(hu)和管理特別重(zhong)要(yao)。另外。氣承(cheng)式(shi)充氣結構(gou)必須是密閉的空間,不(bu)宜開窗。
6、環保問題。使用(yong)的膜材都是不可再(zai)生的,一旦達到使用(yong)年限(xian),拆除的膜材便(bian)成為城市垃(la)圾而無法處置,正在研(yan)制(zhi)開(kai)發膜材的可回收利(li)用(yong),并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(xian)維膜:由聚酯纖(xian)維織成的高(gao)強度膜材料,適用于中小(xiao)型建(jian)筑(zhu)和景(jing)觀(guan)遮陽。
(2)聚(ju)氯乙烯(xi)膜:由聚(ju)氯乙烯(xi)樹(shu)脂加工(gong)制成的膜材料,適用于大型室(shi)內和室(shi)外建(jian)筑。
(3)乙(yi)烯-四(si)氟(fu)乙(yi)烯共聚(ju)物(wu)膜(mo):由乙(yi)烯-四(si)氟(fu)乙(yi)烯共聚(ju)物(wu)織成的高強度(du)膜(mo)材(cai)料,適用(yong)于大型室(shi)內和室(shi)外建筑。
2、按輔助結構分類
(1)骨架(jia)膜(mo)結構(gou):以(yi)鋼架(jia)支撐的膜(mo)結構(gou),結構(gou)穩固,適用于(yu)大型室(shi)內和室(shi)外(wai)建筑。
(2)張拉(la)(la)膜(mo)結(jie)構:以張拉(la)(la)索(suo)和支(zhi)柱(zhu)支(zhi)撐(cheng)的膜(mo)結(jie)構,造(zao)型輕盈、多樣,適用于商(shang)業、住宅、景觀等(deng)場(chang)所。
(3)充(chong)氣膜(mo)(mo)結構:將空氣引入(ru)膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料中,使膜(mo)(mo)材(cai)(cai)料膨脹并形成(cheng)建筑(zhu)結構的形態,適用于(yu)大型(xing)室內和室外(wai)建筑(zhu)。
3、按建筑形態分類
(1)球形(xing)膜(mo)結構(gou):以球形(xing)為基礎形(xing)態(tai)的膜(mo)結構(gou),通常(chang)用于景觀雕(diao)塑(su)和小型建筑。
(2)傘(san)形膜(mo)結構(gou):以傘(san)形為(wei)基礎形態的(de)膜(mo)結構(gou),適用于商業、住宅等場(chang)所(suo)。
(3)氣(qi)墊膜結構(gou):以氣(qi)墊為基礎形態的膜結構(gou),適用于(yu)大型室(shi)內和室(shi)外建筑(zhu)。
五、膜結構怎么選擇
1、膜材料的性能
膜(mo)材料是膜(mo)結構的(de)核心部分(fen),它(ta)決定(ding)了膜(mo)結構的(de)強度、耐(nai)久(jiu)性(xing)(xing)、防(fang)火性(xing)(xing)、防(fang)污性(xing)(xing)等(deng)。常用的(de)膜(mo)材料有聚(ju)酯纖(xian)(xian)維(wei)涂層玻璃(li)纖(xian)(xian)維(wei)(PVC)、聚(ju)四(si)氟乙烯(PTFE)、乙烯四(si)氟乙烯共聚(ju)物(ETFE)等(deng)。不同(tong)的(de)膜(mo)材料有不同(tong)的(de)特點和適用范(fan)圍,我們(men)應該(gai)根(gen)據項(xiang)目的(de)要求(qiu)和預算,選擇合適的(de)膜(mo)材料。
2、膜結構的形式
膜(mo)(mo)結構有很多種形(xing)(xing)式(shi),比如張(zhang)拉(la)膜(mo)(mo)結構、氣壓膜(mo)(mo)結構、索網膜(mo)(mo)結構等(deng)。不(bu)同的形(xing)(xing)式(shi)有不(bu)同的受力方式(shi)和(he)空間效果,我們應該根據場(chang)地的條(tiao)件(jian)和(he)功能的需求,選擇合適(shi)的形(xing)(xing)式(shi)。
3、膜結構的尺寸
膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的尺(chi)寸(cun)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)了(le)膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的穩定性(xing)(xing)和(he)(he)美觀性(xing)(xing),我們應該根(gen)據場地的大小和(he)(he)高(gao)(gao)度,選擇合適的尺(chi)寸(cun)。一般(ban)來說,膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的跨度越(yue)(yue)(yue)大,需要(yao)的支撐結(jie)(jie)構(gou)越(yue)(yue)(yue)少,但(dan)是也越(yue)(yue)(yue)容(rong)(rong)易(yi)受到風力的影(ying)(ying)響(xiang)(xiang);膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的高(gao)(gao)度越(yue)(yue)(yue)高(gao)(gao),需要(yao)的索桿越(yue)(yue)(yue)長,但(dan)是也越(yue)(yue)(yue)容(rong)(rong)易(yi)產生大面積的陰影(ying)(ying)。
4、膜結構的顏色
膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)顏色(se)影響了膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)視覺效果和環境(jing)適應(ying)性,我(wo)們應(ying)該根據場地的(de)(de)(de)背景和氣候條(tiao)件,選擇合適的(de)(de)(de)顏色(se)。一般(ban)來說,淺色(se)的(de)(de)(de)膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)可(ke)以反射更(geng)多的(de)(de)(de)陽(yang)光,降低室內(nei)溫(wen)度,但是也容(rong)易顯(xian)得(de)單調;深(shen)色(se)的(de)(de)(de)膜(mo)結(jie)(jie)構(gou)可(ke)以吸收(shou)更(geng)多的(de)(de)(de)陽(yang)光,提高室內(nei)溫(wen)度,但是也容(rong)易顯(xian)得(de)沉(chen)重(zhong)。
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和(he)安(an)全。我們還應該定期對膜結構(gou)進行檢查和(he)清潔,及時發(fa)現和(he)處理(li)問題,延長膜結構(gou)的使用(yong)壽命。