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膜结构特点
膜结构技术性强,涉及到先进的设计手段、结构形式、材料、节点构造和施工技术。膜结构的外形是由对其施加的预应力所决定的,不同的预应力将对应不同的外形。这样,膜结构的设计就打破了传统的“先建筑,后结构”的做法,要求建筑师要与结构工程师相互配合,共同确定膜结构的外形。
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膜结构的结构形式分类
1)
张拉式:张拉式膜结构可谓是膜结构的精华和代表。其主要结构构件包括索、膜体和锚固节点。由于其建筑形式的可塑性和结构形式的高度灵活性和适应性,这种方式的应用极其广泛。张拉膜结构富于表现力,结构性强,施工精度要求较高。
2)
骨架式:骨架式膜结构是在空间网架或空间桁架上覆盖膜材,膜材并不作为结构构件。骨架式膜结构的骨架体系自平衡,膜体仅为辅助物,膜体本身的强大结构作用发挥不足,其建筑表现能力有一定的局限性。
3)
充气式:充气式膜结构依靠送风系统向室内充气以顶升膜面构成屋盖空间。这种形式历史较长,但由于其形态单一,空间要求气闭,因此应用面较窄。
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膜结构材料特点
膜结构使用的膜材是一种强度高、柔韧性好的高分子材料,具有其它常规膜材(如:极易粘附灰尘和降解老化的遮阳或帐篷用膜材)所无法比拟的诸多优点:轻质、柔韧、耐久、防火、透光性好、不易被污染。
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膜结构材料结构
如下图所示,膜材的基质是高强度聚酯纤维,膜材的强度主要由这一层提供;高分子聚合物涂层主要保证膜材的密实性;惰性材料涂层保证膜材的自洁性。

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性能
1)
自洁性能:PTFE膜材和经过特殊表面处理的PVC膜材具有很好的自洁性能,雨水会在其表面聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗。
2)
光学性能:膜材料可滤除大部分紫外线,防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达25%,透射光在结构内部产生均匀的漫射光,无阴影,无眩光,具有良好的显色性,夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下,膜结构表面发出自然柔和的光辉。
3)
力学性能:中等强度的PVC膜:其厚度仅0.61mm,但它的拉伸强度相当于钢材的一半。中等强度的PTFE膜:其厚度仅0.8mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平。膜材的弹性模量较低,这有利于膜材形成复杂的曲面造型。其极轻的自重很好的满足了大跨建筑的要求,能在很大程度上降低大跨建筑的总造价。
4)
声学性能:一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对于有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
5)
防火性能:我们广泛使用的膜材料防火等级为B1级,属难燃材料。防火性能指标为M2
NFT92.503-BS7837,SIS 650082-B1 DIN4102,NFPA 701LS2。达到法国、德国、美国、日本等多国防火标准。
6)
保温性能:单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。同其他材料的建筑一样,膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如:内部加挂保温层,运用空调采暖设备等。
7)
使用寿命:我们采用最多的法拉利膜材有近60年的使用历史,通过了ISO9002国际质量体系认证。在正常使用情况下,该种膜材使用寿命可达到15年。
膜结构的市场前景
现在,随着对生活品质的不断追求,人们开始越来越强调健康、愉快和富有人性的生活环境。在展现个性化、多元性空间方面,膜结构以其独具魅力的建筑形式,以及在大跨空间结构应用中所具有的经济性,必将会在城市建设中得到越来越广泛的应用。