膜結(jié)構(gòu)設計

膜結(jié)構(gòu)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。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點的坐標、結(jié)構(gòu)形式，選用膜材和施工方案。膜結(jié)構(gòu)的廣泛應用膜結(jié)構(gòu)停車棚是一個提供擋風遮雨的場所，它是愛車的安全港灣，而為了能夠讓車棚的性能更加安全穩(wěn)定，長久的為我們提供保護，大家一定要做好日常維護工作，尤其是炎炎夏日。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度，抗剪強主芤很差，因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高，對膜結(jié)構(gòu)而言，任何時候不存在無應力狀態(tài)，因此膜曲面形狀較終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡，并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。膜結(jié)構(gòu)找形分析的方法主要有動力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結(jié)構(gòu)考慮的荷載一般是風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大，且隨著形狀的改變，荷載分布也在改變，因此要準確計算結(jié)構(gòu)的變形和應力要用幾何非線性的方法進行。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少，這就要求施加初始張應力的程度要滿足在較不利荷載作用下應力不致減少到零，即不出現(xiàn)皺褶。因為膜材料比較輕柔，自振頻率很低，在風荷載作用下極易產(chǎn)生風振，導致膜材料破壞，如果初始預應力施加過高，膜材涂變加大，易老化且強度儲備少，對受力構(gòu)件強度要求也高，增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。經(jīng)過找形分析而形成的摸結(jié)構(gòu)通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個膜結(jié)構(gòu)工程中較關鍵的一個問題。

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膜結(jié)構(gòu)施工遇到的問題

問題4：

問題描述：頂棚張拉膜度情況未檢查膜完全遮住鋼構(gòu)，局部鋼構(gòu)偏差過大后期無法修復。

解決辦法：后期膜結(jié)構(gòu)施工糾正施工順序，拉膜時候的修整。

問題5：

問題描述：鋼結(jié)構(gòu)補漆不到位，局部正偏差過大未及時處理，導致后期的補漆后余留個別部位后處理，影響觀感質(zhì)量與施工質(zhì)量。

解決辦法：鋼結(jié)構(gòu)安裝完成時對鋼構(gòu)件進行檢查，比較困難補漆的部位提前處理到位后在大檢查。

問題6：

問題描述： 補漆地面為預防污染較嚴重，表面殘留油漆及砂漿難清理。

解決辦法： 后期膜結(jié)構(gòu)施工中預防。

問題7：

問題描述：充氣膜的防火門與膜接觸部位不緊密。

解決辦法：后期施工中增加防火門包邊，消除接觸不緊密的隱患。

膜結(jié)構(gòu)工程實例

目前國內(nèi)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展振奮人心，隨著一些大型體育館、候機大廳等建設以及2010年上海世博會和廣州亞運會等國際盛會的舉辦，為中國膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。尤其在膜材方面，中國起步晚，技術水平低，大部分膜材還主要依靠進口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市場的主流，應用比較廣泛。中國已有PTFE膜材的自主知識產(chǎn)權(quán)，性能也基本達到國外同類產(chǎn)品的要求。很多公司、科研單位以及高校都在進行PVC表面涂層材料的研究，如PVDF、納米TiO2表涂劑等的研究已初見成效，另外在表面防污自潔處理方面的研究如仿生荷葉構(gòu)筑微粗糙表面也開始起步。在引進世界專業(yè)的生產(chǎn)設備和工藝技術的同時，加緊消化吸收并改進創(chuàng)新，盡快開發(fā)適合中國市場需求的膜材表面處理技術，對提升中國整個產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)品檔次和市場競爭力都具有重要意義。在引進世界專業(yè)的生產(chǎn)設備和工藝技術的同時，加緊消化吸收并改進創(chuàng)新，盡快開發(fā)適合中國市場需求的膜材表面處理技術，對提升中國整個產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)品檔次和市場競爭力都具有重要意義。

膜結(jié)構(gòu)建筑特點

1.5 費用低

膜材本身就是裝修材料,可減少建筑物二次裝修費用;膜結(jié)構(gòu)建筑屋面的膜材透光性好,能透過大量柔和的自然光,降低白天的照明費用以及整個建筑的供熱與空調(diào)費用。對于同等大小的建筑,采用膜結(jié)構(gòu),其成本只相當于傳統(tǒng)建筑的二分之一或更少。特別是建造短期應用的大跨度建筑時,就更為合算。如今,膜結(jié)構(gòu)已廣泛應用于各類建筑結(jié)構(gòu)中,如:體育場館、游泳館、商場、大面積溫室、公共建筑、廠房設施等。膜結(jié)構(gòu)特點覆蓋大跨度空間膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)適合跨越大空間而形成開闊的無柱大跨度結(jié)構(gòu)體系。