膜結(jié)構(gòu)是一種特殊的現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu),它是以高強(qiáng)度柔韌性薄膜材料與張拉體系相結(jié)合,形成的具有一定剛度的空間結(jié)構(gòu)體,是集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、精細(xì)化工與材料科學(xué)為一體的高科技工程,廣泛應(yīng)用于體育健身設(shè)施、文化娛樂設(shè)施、交通運(yùn)輸設(shè)施、工農(nóng)業(yè)建筑及標(biāo)志性建筑中。在發(fā)達(dá)國(guó)家,膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用已有50多年的歷史,發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁;在我國(guó),其理論和實(shí)踐才剛剛起步。
膜結(jié)構(gòu)建筑中最常用的膜材料是PTFE膜材料和PVC膜材料。PTFE膜材料是指在用極細(xì)的玻璃纖維編織成的基布上涂抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復(fù)合材料,其特點(diǎn)是:強(qiáng)度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好,而且不受紫外光的影響,使用壽命在20年以上;具有高透光性,透光率為13%,而且透過膜材料的光線是自然散漫光,不會(huì)產(chǎn)生陰影,也不會(huì)發(fā)生眩光;對(duì)太陽能的反射率為73%,因而吸收熱量少,即使在夏季太陽暴曬的情況下,建筑內(nèi)部也不會(huì)受太大影響。PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而形成的復(fù)合材料,PVC膜材料的強(qiáng)度及防火性與PTFE 相比具有一定差距,使用年限一般在7到15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題,通常在PVC 涂層上再涂抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF 膜材料。
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同,膜結(jié)構(gòu)可分為3類:骨架式膜結(jié)構(gòu)、充氣式膜結(jié)構(gòu)和張拉式膜結(jié)構(gòu)。骨架式膜結(jié)構(gòu)是在鋼架或其他材料的骨架上鋪裝膜材料,由此構(gòu)成屋頂或外墻壁的構(gòu)造形式。造型包括平面形,單曲面形,和以鞍形為代表的雙曲線形。充氣式膜結(jié)構(gòu)是向由膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的室內(nèi)充入空氣,并保持室內(nèi)空氣的壓力始終大于室外空氣壓力,由此使膜材料處于張力狀態(tài)來抵抗負(fù)載及外力的構(gòu)造形式,分單層結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)兩種形式。張拉式膜結(jié)構(gòu)是通過拉索將膜材料張拉于結(jié)構(gòu)上而形成的構(gòu)造形式,膜表面通過自身曲率變化達(dá)到內(nèi)外力平衡。
由于膜材的種種優(yōu)勢(shì)所在,導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用如此之廣泛,即大型體育場(chǎng)館、入口廊道、購(gòu)物場(chǎng)、娛樂場(chǎng)、停車場(chǎng)、展覽會(huì)場(chǎng)、植物觀光園等建筑,所以膜結(jié)構(gòu)建筑將如旋風(fēng)般席卷整個(gè)世界!
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