膜結構膜材分類

A類

A類更好，以玻璃纖維織物為基材涂PTFE（持久膜材）而成；

B類

B類次之，以玻璃纖維織物為基材涂PVC而成；

C類

C類是三類中次的，以聚酯（滌綸）織物為基材涂PVC而成。按涂層材料分，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氟乙烯（PVF）、聚（PVC）、聚氨酯（PU）、橡膠等，它的壽命因不同的表面涂層而異，一般可達12—50年。

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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。因施工精度要求]高，結構性能強，且具豐富的表現(xiàn)力，所以造價略高于骨架式膜結構。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(zhì)微粒極難附著與滲透，經(jīng)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(chǎn)廠家也很多。

膜結構設計步驟

一 形態(tài)確定

1.形狀確定的概念

膜結構的形狀確定問題就是確定初始狀態(tài)的問題，在許多專著上被稱為“找形”（FormFinding）。

膜結構的形狀確定問題有兩種類型：

（1）給定預應力分布的形狀確定問題：預先假定膜結構中應力的分布情況，在根據(jù)受力合理或經(jīng)濟原則進行分析計算，以得到膜的初始幾何狀態(tài)。

（2）給定幾何邊界條件的形狀確定問題：預先確定膜結構的幾何邊界條件，然后計算分析預應力分布和空間形狀。肥皂泡就是合理的自然找形的膜結構。膜結構設計膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。初的找形正是通過皂膜比擬來進行，后來發(fā)展到用其他彈性材料做模型，通過測量模型的空間坐標來確定形狀，對于簡單的外形也可以用幾何分析法來確定，膜結構找形技術的真正發(fā)展來自計算機有限元分析方法的發(fā)展。為了尋求膜結構的合理的幾何外形，需要通過計算機的多次迭代才能得到。

（1）靜風壓體型系數(shù)的確定

風荷載體型系數(shù)是描述風壓在結構上不均勻特征的重要參數(shù)，一般結構的體形系數(shù)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(shù)。膜結構特點覆蓋大跨度空間膜結構中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結構高強度材料的采用，與受力體系簡潔合理——力大部分以軸力傳遞，故使膜結構適合跨越大空間而形成開闊的無柱大跨度結構體系。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(shù)和平均風載體形系數(shù)。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(shù)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。