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膜结构设计规范(膜结构设计标准)

阿里钢结构设计 2周前 ( 11-15 13:48 ) 408 抢沙发
今天给各位分享膜结构设计规范的知识,其中也会对膜结构设计标准进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!,本文目录一览:,1、,选膜结构车棚要注意什么?,2、,膜结构停车棚施工需要注意哪些地方?,3、,膜结构车棚制作时的注意点有哪些?

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本文目录一览:

选膜结构车棚要注意什么?

1.考虑膜结构车棚功能的要求。

目前,膜结构车棚工程基本功能就是遮阳避雨。为满足日后自动化的发展,最重要的膜结构车棚工程,选购大型的膜结构车棚时应同时考虑配置可提供太阳能防火功能、自洁性的功能等。

2.考虑膜结构车棚钢结构的基础要求。

有的单位将膜结构车棚的基础改为较小的预埋件。没有考虑周全的受力要求。因此,导致后面使用时可能出现很多无法预计的风险。

3.注意膜结构车棚膜材技术参数的选择。

不论膜结构车棚选择国产或进口的膜材,同类型的膜材都有不同技术参数可供选择。如国产的膜材,厚度或颜色可选择,同时还可选定多种附件。订购这些膜材,应根据自身的需求及环境使用情况、抗压性等要求选择技术参数。

膜结构停车棚施工需要注意哪些地方?

在制作膜结构车棚的时候,有很多你不知道的事,但是很重要,他们都是这样做的,让商家无缝可钻,今天小编带你了解一下。

首先选材方面:目前国内市场上车棚已经普遍用膜结构,简单说来膜结构车棚具有很多优点如:造型新颖、施工速度快、自洁性好、自重轻跨度大、防火抗震能力强、使用寿命长,相比较彩钢瓦/阳光板车棚来讲,首先要选膜结构。

第一:选择正规的厂家,

1、资质齐全

厂家要具有空间结构分会颁发的资质——膜结构设计资质、膜结构承包资质,资质分为三级,一级最佳。

2、真实案例

一定要看对方做的膜结构车棚案例,让对方提供关于案例的详细资料,如果对方有自己本地或者附近的案例,可以自己去实际考察一下。

3、自有工厂

膜结构车棚大部分的构件都是在工厂加工完成的,所以构件加工的质量直接决定了最终车棚的质量,厂家有自己的加工厂可以严格把控加工质量,这样工程质量、售后服务都能得到有效保障。

第二:车棚设计要合理

1、结构设计

钢构部件型号用量,边界的确定,立柱的定点,以及膜节点的位置,都是极其关键的。要确保图纸完全无误后移交施工方。实际操作中应遵循图纸。若因环境因素产生变动则应保证节点的固定,保证整体的稳定性。

2、外形设计

在设计初期,就应该充分考虑整体的协调和兼容。除了一般工程的因素,要着重考虑当地环境的风、雨、雪等自然环境因素,计算受力情况,在结构稳固的基础上呈现美观舒适的造型设计。

3、排水设计

设计时应该设置合理的高低差,保证膜面有一定的坡度,合理布置排水槽,从而使雨水可以顺利排除,对于降水较多的地区,膜结构车棚设计的时候尽量不采用平膜形式,可采用Y字型、帽顶型等具有较大坡度的形状。

第三:施工安装标准化

1、构件检查

对工厂加工的钢构部分进行详细检查,特别需要注意的是焊缝、底漆,确保不出现瑕疵,对钢构边缘的毛刺进行处理,防止安装时划破膜材。

2、钢构安装

钢构安装

必须符合图纸尺寸,安装时应结合现场与图纸核实,不能影响后期膜材的安装,拼接处应完整牢固且平整美观,涂覆防腐漆必须严格按照要求。

3、膜布张拉

施工的时候一定要将膜布张拉到位,张拉时应按顺序进行,控制张拉速度,并根据使用膜材的不同确定张拉量值。整个张拉过程应该做详细的施工记录,施工结束后要对膜面进行预应力测试,保证膜面预应力达到设计要求。

4、完工检查

安装完毕后进行检查,先整体、后细节,确保无问题后申请验收。

第四:验收严格按标准

1、整体外观

部件连接要牢固,膜布不存在褶皱,防腐措施到位,膜材颜色不存在色差等等。

2、材质证明

钢材型号、厚度要达到设计标准,膜材型号、参数满足使用要求并开具材质证明。

3、排水测试

采用浇水法进行测试,查看膜结构车棚排水保证流畅,不存在积水情况。

第五:维护

1.膜结构避免照明和加热设备太靠近胶片,并确认膜结构车棚的温度为-40°C / + 70°C

2.膜结构的膜表面与锋利的刀、接触,以免划伤或划伤膜表面

3.膜结构车棚的钢件表面必须保护免受硬物和划痕,不应暴露于各种酸性、碱度和有机溶剂

4.清洁时需要清洁膜结构的洗车膜表面

5.汽油、酒精、氯或其他酸性或碱性物质液体洗膜结构车棚端口表面

6.防止铁片等化学物质和其他有色物质等异物长时间积聚在膜结构车库的膜表面上

7.钢结构、钢丝绳、拆分未批准夹板和膜结构汽车螺栓制造商任意调整、拆卸

8.忌薄膜结构的薄膜结构地毯随意拉动、悬挂重物和物品

9.不要在膜表面涂抹大量的水需要在一定时间内进行废水处理除非在时间内处理,否则可能会损坏车库的膜结构

第六:施工过程要仔细

1.膜结构车棚内部应采用Φ38镀锌圆管与车棚框架焊接,加强棚顶部强度,可让棚内感觉宽敞明亮,停靠车辆轻松方便,完全符合车棚制作要求规范;

2.膜结构车棚顶部封板应采用茶色或宝蓝色阳光板封顶,与车棚整体骨架用压条铆接固定,耐酸碱腐蚀,有足够强度对棚内车辆起到保护作用。

3.膜结构车棚立柱底脚应采用10mm厚钢板与预埋件牢固焊接,在安装车棚时将预埋件用混凝土浇筑后,用螺栓与立连接,抗风系数高,增加车棚整体牢固程度,能抵抗12级以上台风来袭。

4.膜结构车棚整体框架应采用方钢焊接成型龙骨架,框架整体做防锈处理,刷防锈底漆三遍,表面喷涂白色高级汽车漆,车棚主立柱采用150×150镀锌方管支撑柱,车棚整体结构牢固抗震防风系数高,耐腐蚀;

以上,是小编整理的比较全面的注意事项,只要这几项没有问题,那你就再也不会入商家的坑。当然,有需要可以私信小编,无偿为你们解答。

膜结构设计规范(膜结构设计标准) 装饰幕墙施工

膜结构车棚制作时的注意点有哪些?

膜结构车棚的搭建注意事项及其特点  膜结构的停车棚的安装包括膜体展开、连接固定和张拉成形三个部分。除了一般车棚不可比拟的耐用、实用、遮风挡雨的功能外,膜结构车棚更是一座雕塑,一件艺术品,给人一种美的视觉享受。膜结构车棚在安装过程中应充分注意风速和风向,避免发生颤动现象。同时应根据降雨的程度决定工程的中止和继续,不应发生雨水积存现象。由于高强度膜材的出现,再加上张拉技术的应用,使膜结构停车棚抵御风雨的能力是一般车棚之类不可比拟的。

膜结构车棚建筑膜材的冲击强度是普通玻璃的250-300倍,亚克力的板材的20-30倍,钢化玻璃的2倍,几乎没有断裂的危险性,有“不破玻璃”和“响钢”的美称。膜面展开前应先安装紧固的夹板,夹板的间距不应大于2米,根据膜结构的跨度大小,调整夹板中心的间距,夹板的螺栓、螺母必须拧紧到位。因此膜结构车棚重量轻,可以绝对保证棚下人和物的安全。随着城市的发展,各种代步车逐渐成为一个家庭中不可或缺的一部分,停车场便发挥着重要作用,现在的停车场有露天停车场、还有地下停车场,露天停车场会存在夏天日晒过强、雨天淋雨等缺点,而膜结构停车棚的优点就在于可以防风雨、防日晒,弥补露天停车场的不足。膜结构是由高强度的薄膜材料和高强度的构件,通过一定方式,使其内部产生一定的张力以形成一种空间形状,并可以承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。膜结构停车棚就将其结构应用于此,使其具有一般停车棚所不具备的优点。膜结构停车棚一般用于社区、学校、体育馆、工厂、政府机构等地方。

膜结构车棚施工方案详解

车棚相信大家都见过,很多单位或者公共场所都会安装车棚供人们停放车辆。车棚有膜结构车棚、钢结构车棚等,今天我们主要来了解下膜结构车棚。膜结构比较轻巧、造型别致,因此现在很多停车场和候车厅等地方都选择使用膜结构。它和钢结构车棚一样,可以起到很好的防风吹日晒雨淋的作用,但是却比钢结构要轻巧很多。下面我们来看下膜结构车棚的施工方案。

1、加工准备及下料:按照施工图放样,放样和号料时要预留焊接收缩量和加工余量,根据放样作样板。钢材矫正:钢材下料前必须先进行矫正,矫正后的偏差值不应超过规范规定的允许偏差值,以保证下料的质量。热加工的型钢先热加工,待冷却后再号孔。钢板预埋件及其他零件切割钻孔及喷防腐漆处理。

2、测量放线:根据土建标高基准线测预埋件标高中心线,检查预埋件标高偏差、左右偏差。整理结果,确定预埋件分隔的调整处理方案。上沿楼板外沿弹出墨线定出预埋件顶标高线。

3、预埋件安装处理:定位预埋件安装位置,打钻安装。要求预埋件位置准确、埋设牢固。标高偏差不大于9mm,左右位移不大于20mm。

4、悬挂臂安装焊接:悬挂臂安装采用焊接,需检查焊接节点,调节悬挂臂设计坡度,准确无误方能进行焊接。靠边一条悬挂臂准确无误后,安装另一边一条悬挂臂,就位准确后点焊。然后以此两条悬挂臂为基准拉出悬挂臂的最高、最底标高线,一一焊接剩余悬挂臂。并焊接无缝钢管。

型钢需接长时,先焊接头并矫直。采用型钢接头时,为使接头型钢与钢板预埋件紧贴,应按设计要求铲去楞角。对接焊缝应在焊缝的两端焊上引弧板,其材质和波口型式与焊件相同,焊后气割切除并磨平。

5、校准检验:悬挂臂安装后首先检查现场连接部位的质量。悬挂臂安装质量主要检查悬挂臂竖向面的不垂直度;受压对悬挂臂竖向面的侧面下垂;悬挂臂坡度。保证悬挂臂符合设计受力状态及整体稳定要求。

6、连接受力拉索:定位拉杆基准线、标高线,按要求安装预埋件,焊接栏杆。

7、不锈钢玻璃爪安装焊接:按设计尺寸弹出纵横线及设计标高,用夹具夹紧,进行定位点焊,装配完毕,焊接玻璃爪底座。

8、防锈喷漆处理:应清除熔渣及飞溅物,膜结构雨篷不锈钢件表面喷白漆多遍防锈喷漆处理。涂料及漆膜厚度应符合设计要求或施工规范的规定。以肢型钢内侧的油漆不得漏涂。

9、夹胶玻璃加工制作安装:按设计要求结合实测尺寸确定玻璃尺寸,以及的水平、垂直位置,厂家加工制作。安装不锈钢玻璃爪,玻璃临时固定后进行调整,调整标准横平、竖直、面平。偏差不得超过规定偏差。

10、调整检验:点式玻璃进行整体调整检验,调整标准横平、竖直、面平。偏差不得超过规定偏差。

11、上下打胶:充分清洁玻璃间缝隙,膜结构遮阳棚不应有水、油渍、涂料、铁锈、水泥砂浆、灰尘等。充分清洁粘结面,加以干燥。为调整缝的深度,避免三边粘胶。在缝两侧贴保护胶纸保护玻璃不被污染。上下同时打密封胶,注胶后将胶缝表面抹平,去掉多余的胶。注胶完毕,将保护纸撕掉,必要时用溶剂擦拭玻璃。胶在未完全硬化前,不要沾染灰尘和划伤。

12、修补检验:局部修补检验。

13、玻璃清洗:整体清洗玻璃尘垢。必要时用溶剂擦拭玻璃

14、清理现场:保护和清洗现场

15、竣工验收:竣工验收。

好了,以上这些步骤就是整个膜结构车棚的施工步骤方案,各位相关工作人员可以参考一下。以上的这些步骤必须每一步都做到位,才能够建设起一个合格的车棚。对于使用它的人来说,质量才是最重要的。还有在安装膜结构车棚的时候也要按照国家标准,不能自己随便乱改,这样才能够对施工人员起到一定的约束,才可以给客户打造出最合格的膜结构车棚。

膜结构分类

膜结构分类

膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构、骨架式膜结构、组合式膜结构等四大类。

充气式膜结构又可分为气承式膜结构和气账式膜结构(或叫气肋式膜结构)膜结构设计规范,以及组合式气膜(气承式与气肋式组合)。

气承式膜结构是通过压力控制系统向建筑物室内充气,便室内外保持一定的压力差,膜体受到上浮力,并产生一定的预张力,以保证体系的刚度。室内设置空压自动调节系统,来不断地调整室内气压,以适应外部荷载的变化。

气胀式膜结构是向单个膜构件内充气,使其保持足够的压力,多个膜构件进行组合形成一定形状的一个整体受力体系,这种结构对膜材自身的气密性要求很高,或需不断地向膜结构构件内充气。

张拉式膜结构是现代膜结构建筑的重要组成部分,膜面一般为负高斯曲面,因此,安体形丰富、自然流畅、曲面柔美,倍受建筑师们的青睐。但这种结构体系受力分析复杂,对施工精度要求高,因此,其设计计算、加工制作工艺难度都较大。

骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架体系(一般是钢桁架体系、网架结构、索网结构或张拉整体体系)与膜材料共同组成一个结构受力体系。应该体系施工与常规结构相似(除索网或张拉整体体系等的自身施工外),较易被工程界理解和接受,但为了让膜具有一定的刚度,骨架体系提供给膜的支撑系统一般要有一定的曲度,并应设置向膜中施加预应力的机构。

膜结构的特点

透光性半透明是膜结构最显著的特征,与其它材料相比,无论是在美观上或是在操作上,都有显著的优越性;散射光线,消除眩光,能将光线广泛地漫射到其内部空间;材料内部涂层具有较高的反射率,能在夜间保持室内的照明效果;夜间逆光照射下表面发光;自然照明,节省能源。能源节省膜结构外形美观,同时又为人们创造了自然光采光的环境,与玻璃材料相比,它大大减少了热量的传递,与不透光的材料相比,减少了室内照明用电,使用膜结构对能源问题的影响膜结构设计规范:在热带地区,减少了空调制冷用电量;在寒冷地区,增加了室内取暖设备的用电。声学效果建筑声学主要是A、 排除外界噪声 B、吸收室内回音 膜结构的膜材料,能让室内0-60HZ的低频率噪音透过,较大面积和较高特殊需求的,可以采用专门的内膜材料,吸收噪声;当然,膜材料对外部噪音减少阻隔能力是有限的,因此当对外部隔噪声要求较高时,膜材料可能是不适合的。防火膜材料完全满足防火规范的要求,因此在高度和间隙度允许下,膜结构适合于任何一种建筑,通常自动灭火系统对膜材料是适合的,防火设计时应从总体考虑。耐用性   按照膜材料基材及表面涂层的不同,膜材料寿命分为几个等级膜结构设计规范:5年、10-15年及永久性膜材。设计结构与建筑的完全结合,找形来保证系统的静态平衡;应力分析非线性及大变位;膜结构找形的互反双曲面;适合各不同地区的风雪荷载。

膜结构设计参考

用曲面有限单元建立的膜结构分析理论膜结构的设计可分为三个步骤:

(1)

找出一个初始平衡形状;

(2)

各种荷载组合下的力学分析以保证安全;

(3)

裁剪制作。发达国家从六十年代起开始提出多种计算方法,

    到目前为止以有限元法为最先进、最普遍被采用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元,该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。

    从以下分析可以看到,膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的,因为对于刚性壳体来说,这种平板单元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合,其单元刚阵可以由这两种单元刚阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的,只能靠薄膜曲面的曲率变化,从而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。如果还是采用这种只有平面内应力的板单元,则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响,这导致单元不包含z方向节点反力,就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响,使得各单元合并起来的总的平衡方程通过不断迭代能近似达到平衡,缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求,而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。

    考虑到这些,我国膜结构技术人员在国际上首次采用曲面膜单元,应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率,非线性部分仍然保留z向位移的影响项。这样无论是每个单元还是各单元合并后的平衡方程都能很容易满足,迭代次数大为减少,而变形结果也更符合真实情况。而且由于单元内各点应力都不相同,据此判断皱折是否出现会更为精确。最后求出的每个单元的曲率和扭率对于判断初始找形的正误和优劣以及裁剪下料都能提供很多非常有用的信息。

用曲面有限单元建立的膜结构找形及内力计算方法极小曲面具有非常完美的表面形状和应力状态,是膜结构最合理的理想初始状态。所谓极小曲面是指在给定边界条件下面积最小的曲面。在这个曲面上任意一点的应力都相等。发达国家从六十年代起开始对膜结构找形提出多种计算方法,如物理模型法,力密度法,动力松驰法等,到目前为止以有限元法为最先进、最普遍采用的方法。不仅国内,迄今国外的计算理论也都是以平面膜单元作为膜结构的计算模型。该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的,其缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求,而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。其后果就是在后面要进行的内力计算时,代入真实材料常数后,由于前面找形得到的极小曲面与实际可能存在的膜结构形状的差距在视觉上可能不大,但对计算来说却是不能忽视的,因此计算很容易发散或出现皱折。这也是前面其膜结构设计规范他方法的共同缺点,膜结构设计规范他们往往把这一连贯的过程区分成理想化的找形和实际验算两个阶段,也就不能保证找出的形状都能用真实的膜材建成等应力极小曲面。

膜材分类

膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。织物基材——抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。涂层材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,透光性。

膜材料的选定 建筑膜结构的膜材,依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTFE膜。膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式、使用年限及预算等综合因素后决定。

膜结构建筑中最常用的膜材料:

PTFE

膜材料是指在极细的玻璃纤维编织成的基布上涂上PTFE(聚四氟乙烯)树脂而形成的复合材料。涂层材的PTFE对酸、碱等化学物质及紫外线非常安定,不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后,不会引起强度劣化或张力减低,耐久性在35年以上。

PVDF

是二氟化树脂(Polyvinylidene

Fluoride)的略称,在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层而成。其性能优于纯PVC膜材,价格相应略高于纯PVC膜材。PVDF膜与一般的PVC膜比较,耐用年限改善至15~20年左右。

PVC

膜材由聚氯乙烯(PVC)涂层和聚酯纤维基层复合而成,应用广泛,价格适中。一般PVC膜的耐用年限,依使用环境不同在10~12年。为了改善PVC膜材的耐侯性,近年来已研发出以氟素系树脂在PVC涂层材的表面再作处理,以改善其耐侯性及防污性的新膜材。

ETFE

是Ethylene(乙稀)、Tetra(四)、Flour(氟)、Ethylene(乙稀)四个英文的缩写。ETFE膜材料没有任何布基,仅由一层乙稀四氟乙稀薄膜构成,乙稀氟乙稀本身具有很好的化学稳定性,不需要任何其它的面层保护。

膜材特点

PVDF室外膜PVC膜材料的使用年限一般在7到15年。

PVC膜材料的自洁性问题,主要靠极高自洁的Tio2(二氧化钛)或PVDF涂层来解决。

PTFE膜材结构轻、透光好,强度大!使用20年以上高自洁性,防火B1级,节能环保高度专业的加工工艺和严格的施工规程

ETFE膜材耐久性强,使用寿命在30年以上是永久性建筑的首选材料超自洁,防火材料专业的加工,严格的施工规程

膜材种类

     1. 希运膜材(法国或比利时)常用型号有:9153,9163,6101,B6000,B6013,B6101.

    2. 法拉利膜材Ferrari(法国)常用型号有:702S/T,1002S/T,1202S/T,1302S/T

    3. 米乐膜材Mehler(德国)常用型号有:FR700,FR900,FR1000

    4. 海德斯膜材Heytex(德国)常用型号有:5572,7773,5574,5577

    5. 杜肯膜材Duraskin(德国)常用型号有:6951,6617,6915,6618

    6. 艾美膜材(美国)常用型号有:P-320,P-280,P-270

    7. 秀博膜材(韩国)常用型号有:MSW—03,MSW—04,MSW—05,MST—04,MST—   05

    8. 海利奥斯膜材(日本)常用型号有:CC200-H,VDF321T—Ⅱ,VDF212T—Ⅱ,VDF102T—Ⅱ,VDF412T—Ⅱ

    9.赛德乐膜材(德国)常用型号有:S1000(II),S900E,S850.

    10.日本平冈膜材:P212T,P312T,P212S,COLL

  MAX212T,COOL MAX312T.

    11.意大利耐驰;type1,type2,type3,type4,type5.

    12.美国ECO,600,700,800,900,1000.

   13,奥洲太平洋T600,T700,T800,T900,T1000.等

膜结构建筑的结构

张拉整体结构( Tensegrity )是由一组连续的拉杆和连续的或不连续的压杆组合而成的自应力、自支撑的网状杆系结构,其中“不连续的压杆”的含义是压杆的端部互不接触,即一个节点上只连接一个压杆。 Tensegrity 是美国建筑师 R.B.Fuller 首先提出的一种结构思想,他认为宇宙的运行就是按照张拉整体的原理进行的,即万有引力是一个平衡的张力网,各个星球是这个网中的一个个 孤立点。这种结构体系中的索网就相当于宇宙中的万有引力,独立的受压杆件 相当于宇宙中的星球

20 世纪 60 年代随着现代柔性建筑材料的发展,建筑师们从帐篷着一最古老的简单建筑结构出发,构造出了魔幻般的形式——膜结构。它可以构成单曲面,多曲面等不同建筑结构形式,满足了建筑师们对建筑与美学高度统一的要求。

柔性材料具有透光和防紫外线功能,在一些室外建筑和环境小品中得到广泛的应用。正是由于这一特征,夜间的灯光设计使膜结构具有鲜明的环境标志特征。

优美造型的膜材,不锈钢配件和紧固件加上设计轻巧合理,表面处理严格的钢结构支撑,塑造出形式美观,设计合理的膜结构,在当今世界范围内的建筑环境设计中占有举足轻重的地位。 透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度,这对于建筑节能十分重要。对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。通过自然采光与人工采光的综合利用,膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。夜晚,透光性将膜结构变成了光的雕塑。

膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。

通过膜材和透光保温材料的适当组合,可以使含保温层的多层膜具有透光性。即使光谱透射只有几个百分点,膜屋面对于人眼来说依然是发亮和透光的,具有轻型屋面的观感。 张拉膜结构不是刚性的,其在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形。膜结构通过变形来适应外荷载,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。

张拉结构的灵活性使其可以产生很大的位移而不发生永久性变形。膜材的弹性性能和预应力水平决定了膜结构的变形和反应。适应自然的柔性特点可以激发人们的建筑设计灵感。

不同的膜材的柔性程序也不相同,有的膜材柔韧性极佳,不会因折叠而产生脆裂或是破损,这样的材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和前提。 张拉膜结构的独特曲面外形使其具有强烈的雕塑感。膜面通过张力达到自平衡。负高斯膜面高低起伏具有的平衡感使体型较大的结构看上去像摆脱了重力的束缚般轻盈地飘浮于天地之间。无论室内还是室外这种雕塑般的质感都令人激动。

张拉膜结构可使建筑师设计出各种张力自平衡、复杂且生动的空间形式。在一天内随着光线的变化,雕塑般的膜结构通过光与影而呈现出不同的形态。日出和日落时,低入射角度的光线将突现屋顶的曲率和浮雕效果,太阳位于远地点时,膜结构的流线型边界在地面上投入弯弯曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性,经过设计的人工灯光也可使膜结构成为光的雕塑。 按照现有的各国规范和指南设计的的轻型张拉膜结构具有足够的安全性。轻型结构在地震等水平荷载作用下能保持很好的稳定性。

由于轻型结构自重较轻,即使发生意外坍塌,其危险性也较传统建筑结构小。膜结构发生撕裂时,若结构布置能保证桅杆、梁等刚性支承构件不发生坍塌,其危险性会更小。

膜结构的柔性使其在任一荷载作用下均以最有利的形态承载。当然,结构的布置和形状要根据荷载情况来进行设计和调整。设计要确何膜面与其辅助结构协调工作,以避免力在膜面或辅助结构上集中而达结构破坏的临界值。 具有特定功能的建筑都可通过立意得以表达,张拉膜结构的独特外形体现了建筑自身的自然美感。

这些建筑形态本身和与其相协调的传统建筑一起构成了令人兴致盎然的地面标志性建筑。优秀的膜结构设计是结构与外形的有机融合,使其显得了类拔萃,同时与自然环境、历史及现代的城市景观有机结合。

轻型结构可以看成是大型的雕塑作品,可为其周边空间增添活力,成为周围环境的补充和焦点。 膜屋面的一个重要作用就是抵御各种天气变化(如日晒、雨淋、风雪等)对其内部空间的影响,保持建筑物内部的舒适性。选择膜面的形态和材料时要考虑到所有可能的天气状况,并尽可能利用建筑本身等被动方法来减少能量的消耗。

多孔膜材可用作遮蔽结构。它可以控制光的透射和反射,使室内拥有散射光,并且促进自然通风,使屋面温度与周围环境的温度相同,并避免向下的热辐射。

为了抵挡风雪,膜面的外形应使排水通畅使捷,避免在其上形成水兜或雪的堆积。在施加预应力前的安装成形阶段,张拉膜结构对这些荷载十分敏感。为了能将雨水排除,膜材和接缝须密封防水,膜边缘也必须进行特殊的细部设计,以防止雨水进入室内。 与其它结构相比的另一个突出优势是轻型结构对环境的影响具有可调和性。另外它还有两个重要的特性,即可移动性和灵活性。

结构可以在不同的地点反复拆建,这就是张拉膜结构的可移动。它将游牧式与定居式的建筑融为一体。膜材轻柔的特点使其方便运输,且易于迅速搭建,而闲置时占用空间很小。这种特性使膜结构十分适于用作临时性可移动建,特别是在发生突然灾难或遇到紧急情况而需要在短时间内为大量人员提供庇护所的时候。

另一方面,可移动薄膜结构除具有与永久建筑相媲美的舒适性外,它还引入了建筑行业的一个新概念,即将房屋的所有权与土地的所有权相分离。建筑不再是不可移动的,而是可移动的。这种可移动性和可重复使用的特点对加速现代城市的发展和建筑功能在某些特殊领域中的转变具有重要的意义。 结构类膜结构的主要构成部件就是膜材料、钢结构和钢索,不同的膜材和钢索,其性能及价格各不相同。结构类造型可分为以下二类:

1. 骨架式膜结构:此类膜结构是固定在精致钢材、空间桁架或其他坚固的构架上,称之为骨架式膜结构。

2. 张力式膜结构:仅利用简单的支撑系统及膜素材自身的张力特性,构成此类膜结构。与传统结构不同,膜结构以柔性的薄膜和索为主要受力材料。要进行膜结构的工程设计,必须了解其材料。用于建筑工程的薄膜材料可以分为织物类膜材和非织物类膜材两大类。其中织物类膜材常用的有 PVDF 涂层覆盖聚酯纤维织物(以下简称PVC 膜材)以及PTFE 涂层覆盖玻璃纤维织物(以下简称PTFE膜材);非织物类膜材则以ETFE 薄膜最具代表性和竞争性。膜材的选择往往在很高程度上取决于建筑物的功能、防火要求、设计寿命和投资额。 1.建筑材料的耐火等级问题

用于膜结构中的高强度柔韧性薄膜称为膜材,它是膜结构工程中最重要的组成部分,作用与钢筋、混凝土、轻质板材上是等同的,在膜结构建筑中既是起围护作用的建筑材料,又是张拉结构体系中的受力材料。《建筑设计防火规范》及《高层民用建筑防火设计规范》中对建筑物各构件的燃烧性能和耐火极限都有明确的规定。目前膜结构建筑中使用的膜材通常有两类,一类是以玻璃纤维织物为基材,涂覆聚四氟乙烯(PTFE)等树脂材料,燃烧性能可达到A 级;另一类是以尼龙织物为基材,涂覆PVC 及其他树脂材料,燃烧等级可以达到B1 级。

2.建筑空间跨度大,较难划分防火分区,火灾情况下易形成火灾蔓延

膜结构大多用于体育馆、剧院、展览建筑的观众厅、展览厅,其面积、长度可以根据需要确定,但如果用于商业、学校、食堂、菜市场等建筑,就要受规范的限制了,必须作防火分区,但这种建筑大多高度及跨度都很大,划分防火分区比较困难,因此,一旦发生火灾,各种垂直通道起拔火桶作用。当烟气到达膜面以下时,顶部气流水平运动,致使火灾横向扩大,容易形成大面积的火灾蔓延。

3.人员疏散困难

膜结构建筑因空间巨大,人员在膜空间内到达室外出口的距离长,因此疏散时间就长。烟雾向上和向水平方向快速蔓延,挡住了疏散人员的视线,增大了疏散难度。另外,大空间内人员多,疏散时容易发生滞留。

4.火灾探测不及时,普通自动灭火设施无法有效发挥作用,火灾扑救困难

膜结构建筑空间一般都比较高,跨度比较大,发生火灾后烟气蔓延时,探测器动作与在普通建筑内动作相比会慢一些,且我们通常使用的自动喷水灭火系统在这种建筑中布置比较困难,更不能有效发挥灭火作用。扑救膜建筑这种大空间建筑物火灾往往会遇到很多的困难。例如:热辐射强,烟雾浓,火势蔓延速度快、途径多。另外,面对新型的膜建筑,我们缺乏扑救这类大空间建筑物火灾的实战经验,这给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等都带来不少困难。 1.建筑构件的耐火等级

膜结构建筑的支撑一般为钢结构,国内对于钢结构的保护多采用涂防火涂料。国外类似建筑大多是不涂防火涂料的。还有一种更为稳妥的办法:就是在构造上作处理,使膜面紧贴在钢索下面,火灾中烟气首先面对的是膜面,这样钢索下面又多了一个保护层,使钢架不受任何高温作用。

瑞典国家测试院曾对PTFE 和PVC 两种膜材料进行同样条件的燃烧试验,对试验过程的温度、有毒气体成分、膜材烧穿情况进行了测试分析,结果表明虽然PTFE 膜材的耐火极限和燃烧性能比PVC 膜材高,但是PVC 膜材受热后很快形成开放洞口,有利于烟气和热量的排出,从而延缓钢结构的坍塌,而PTFE 膜材受热后只是接缝处裂开,最后沿接缝大块脱落,热量容易在顶部聚集,而且PTFE 膜材产生的CO2 和CO 至少是PVC 膜材的两倍,因此对于膜结构特别是封闭式膜结构建筑使用PVC 膜材好一些。

2.采取特殊的防火、防烟分隔措施

膜结构大多用于体育馆、剧院、展览建筑的观众厅、展览厅,其面积、长度可以根据需要确定,但如果用于商业、学校、食堂、菜市场等建筑,就要受规范的限制了,膜结构建筑相对于普通建筑,在主体大空间内无构造柱与梁,是一个连续完整的空间。膜空间和与之相连的部分之间必须设置有效的防火分隔设施,防止火势向膜空间以外的其它空间蔓延。用普通建筑中的防火墙和防火卷帘划分防火分区难以实现。我们可以采取一些特殊措施,例如可以采用“防火带”的方法划分防火分区,即在有可燃物品的建筑物中划分出一段区域,这个区域内的建筑构件及装修全部为非燃材料(且该区域内不存放可燃物)并采取有效的防烟措施,阻挡防火带一侧的烟火向另一侧蔓延,从而在空间上形成一个无形的防火分隔区域。对于防烟分区的划分,可以利用空间上方结构体系,挂上以耐火纤维为基材的轻质幕布,平时卷起,在火灾报警后自动放下,悬停于一定高度进行防烟分区,划分的面积在1000 平方米左右,代替了传统的挡烟垂壁,效果明显。

3.机械防排烟设施

对于封闭的膜结构建筑物,设置机械防排烟设施是至关重要的,烟气往往比火更可怕,在火灾中,烟气弥漫,能见度被降低,延误了疏散时间;大量高温有毒气体的存在,使人降低和逐渐丧失了逃生能力;高温烟气有着与火一样的对建筑结构破坏的作用。就膜建筑来说,其防火分区面积和疏散距离都已超标,所以对这类建筑的大空间进行有效的防排烟设计显得由为重要。第一步是控烟,通过一定的正压送风量将火灾烟气吹向一个固定的空间内,使烟气不会无规则扩散;第二步是蓄烟,利用建筑物自身的大空间条件设计“储烟仓”将烟气蓄积,形成距地面有一定高度的无烟层;第三是排烟。国外研究机构通过计算机模拟证明:如果一个烟控系统设计适当,可以防止烟在30~45min 内聚集在距地面3~4m处。这段时间对于人员疏散是极其宝贵的,同时也给灭火创造了有利条件。

4.运用新型的火灾探测系统

通常建筑中所广泛使用的火灾探测器大多数以烟气浓度和温度为信号进行探测的,且大多数为顶棚式安装。普通建筑的楼层高度多数在6m 以下,火灾烟气能很快到达顶棚,因此这类探测器是适用的。然而膜结构建筑空间很高,烟气在上升过程中不断受到冷却和稀释,在到达顶棚时浓度和温度都大大降低,不足以启动火灾探测器。另外,由于建筑物内部热风压影响,大空间上部常常会形成一定厚度的热空气层,它足以阻止火灾烟气上升到大空间顶棚,从而影响火灾探测器工作,所以普通型探测器是不适用于膜建筑的。运用新型的火灾报警技术如红外光束感烟探测器、空气采样及线型差温探测器运用于膜建筑,解决了膜空间早期报警的难题。

5.采用有效的自动灭火装置

设置空气加压移动式消防水炮。它可根据空气加压的大小确定射程,确保膜空间及其中部区域的安全。另外在大厅四壁适当位置上可考虑设置带架水枪,以便当展厅上半部的横幅、彩带、气球之类的可燃物着火后,可有效的组织扑救。

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