膜結構膜材：PTFE

PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。這種膜材有較好的焊接性能，有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自潔性是所有建筑膜材中很好的，但柔韌性差，施工較困難，成本也十分驚人。在蓋格公司領導下，美國的杜邦公司、康寧玻纖公司、貝爾德建筑公司、化纖織布公司共同開發(fā)持久性膜材。膜結構設計：應變補償膜結構是在預張力作用下工作的，而膜材的裁剪下料是在無應力狀態(tài)下進行的，因而在確定裁剪式樣時，有一個對膜材釋放預應力、進行應變補償的問題。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層，使持久性的PTFE膜正式誕生。此后持久性膜結構正式在美國風行，許多學者對膜結構進行了深入的研究。20年后跟蹤檢測結果表明，這種膜材的力學性能與化學穩(wěn)定性指標只下降了20%~30%，顏色也幾乎沒變，膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學物質微粒極難附著與滲透，經雨水沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性，這足以顯示出PTFE膜材的強大生命力和廣闊的市場前景。國外對這種膜材的開發(fā)和應用比較成熟，生產廠家也很多，如德國Mehler公司、Verseidag公司，日本Taiyoko-gyo公司、中興化成工業(yè)株式會社、美國Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。

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膜結構在方案階段需要考慮的問題有：

1，預張力的大小及張拉方式；

2，根據控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式；

3，考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水（雪）；

4，關鍵節(jié)點的設計，以避免應力集中；

5，考慮膜材的運輸和吊裝；

6，耐久性與防火考慮。

在張拉膜結構設計階段所要考慮的要點有：

1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學效果；

2，細化支承結構，以充分表達透明的空間和輕巧的形狀；

3，簡化膜與支承結構間的連接節(jié)點，降低現(xiàn)場施工量。

膜結構設計步驟

（1）靜風壓體型系數的確定

風荷載體型系數是描述風壓在結構上不均勻特征的重要參數，一般結構的體形系數可以從荷載規(guī)范查得。但膜結構形狀各異，不能從荷載規(guī)范直接獲得風壓體型系數。（6）、加工人員按縫合料，在順序取縫合前并再次與找形裁剪圖進行校對。所以，較大的膜結構基本都要求進行風洞試驗，以獲得比較正確的膜結構的局部風壓凈壓系數和平均風載體形系數。由于風洞試驗要滿足一系列的相似準則，如幾何相似、雷諾數相似等，通常要完全滿足這些相似條件是不可能的，因此風洞模擬實驗結果有時會超過實測值很多。

膜結構設計裁剪分析步驟：

（2）空間膜條展開成平面膜片

空間膜條展開成平面膜片，即將膜條的三維數據轉化成相應的二維數據，采用幾何方法，簡單可行。但如果膜條本身是個不可展曲面，就得將膜條再剖分成多個單元，采用適當的方法將其展開。膜結構又叫張拉膜結構（TensionedMembranestructure），膜結構建筑是21世紀最有代表性與充滿前途的建筑形式。此展開過程是近似的，為保證相鄰單元拼接協(xié)調，展開時要使得單元邊長的變化為。