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膜結(jié)構(gòu)分類(lèi)
玻纖PVC
這種膜材開(kāi)發(fā)和應(yīng)用得比較早,通常規(guī)定PVC涂層在玻璃纖維織物經(jīng)緯線交點(diǎn)上的厚度不能少于0.2mm,一般涂層不會(huì)太厚,達(dá)到使用要求即可。生產(chǎn)這種膜材的公司很少,只有ASAHI(日本旭硝子)(AGC)、德國(guó)科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材,這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也不過(guò)十幾年的歷史。為提高PVC本身耐老化性能,涂層時(shí)常常加入一些光、熱穩(wěn)定劑,淺色透明產(chǎn)品宜加一定量的紫外吸收劑,深色產(chǎn)品常加炭黑做穩(wěn)定劑。另外對(duì)PVC的表面處理還有很多方法,可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧,用云母或石英來(lái)防止表面發(fā)粘和沾污。
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ETFE
由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性,而且機(jī)械強(qiáng)度高,加工性能好。膜結(jié)構(gòu)建筑常用結(jié)構(gòu)型式膜結(jié)構(gòu)屬于空間結(jié)構(gòu)體系,它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),是繼網(wǎng)架、薄殼、懸索結(jié)構(gòu)之后新崛起的一個(gè)結(jié)構(gòu)體系。ETFE膜材的應(yīng)用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)前景。這種膜材透光性特別好,號(hào)稱(chēng)“軟玻璃”,質(zhì)量輕,只有同等大小玻璃的1%;韌性好、抗拉強(qiáng)度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng),熔融溫度高達(dá)200℃;可有效的利用自然光,節(jié)約能源;良好的聲學(xué)性能。自清潔功能使表面不易沾污,且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物,清潔周期大約為5年。另外,ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡,方便施工和維修。ETFE也有不足,如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣,維護(hù)費(fèi)用高等,但是隨著大型體育館、游客場(chǎng)所、候機(jī)大廳等的建設(shè),ETFE更突顯自己的優(yōu)勢(shì)。生產(chǎn)這種膜材的公司很少,只有ASAHI(日本旭硝子)(AGC)、德國(guó)科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材,這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也不過(guò)十幾年的歷史。
膜結(jié)構(gòu)具有抗震性的因素
膜結(jié)構(gòu)具有很好的防火性和防震性。由于該建筑用的是膜材料中較好的阻燃成分和耐高溫成分,這也是膜結(jié)構(gòu)景觀棚防震性較好的精髓所在。而且,它的整體結(jié)構(gòu)性很輕巧,即使在發(fā)生時(shí),也不會(huì)造成多大的危害力,這也是防震性較好原因之一。
還有一個(gè)防震性特點(diǎn)就是安裝也很便捷,快速,造型好,工期短,它的變形能力和擴(kuò)張性導(dǎo)致抗震性能比傳統(tǒng)強(qiáng)一萬(wàn)倍之多。膜結(jié)構(gòu)發(fā)生撕裂時(shí),若結(jié)構(gòu)布置能保證桅桿、梁等剛性支承構(gòu)件不發(fā)生坍塌,其危險(xiǎn)性會(huì)更小。這也和它的結(jié)構(gòu)組成分不開(kāi)的。是由上面造型奇特的膜材質(zhì)和下面骨架的鋼結(jié)構(gòu)、鋼索組成的,現(xiàn)場(chǎng)安裝即可完成。其實(shí)膜結(jié)構(gòu)是:有體型設(shè)計(jì)、初始平衡設(shè)計(jì)、荷載分析、裁剪分析等四大步驟完成的,對(duì)于任何膜結(jié)構(gòu)而言,任何時(shí)候都不存在無(wú)應(yīng)力狀態(tài),因此它的剛度和穩(wěn)定性很強(qiáng),也因此它的裁剪要在準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力相結(jié)合的情況下完成的,這也造就了抗震性極強(qiáng)性能的所在。
當(dāng)然正是由于它具有的抗震能力,因此得到人們的普遍親睞,更逐漸在城市中普及開(kāi)來(lái)。
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工
傳統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括體形設(shè)計(jì)、找形分 析、荷載分析、裁剪分析等。
體形設(shè)計(jì)確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)、結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案。找形分析又稱(chēng)為初始形態(tài)分析,主要是尋找并確定一個(gè)既滿(mǎn)足膜內(nèi)力平衡條件又接近設(shè)計(jì)者預(yù)想造型的曲面。