膜結(jié)構(gòu)設(shè)計

膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括體形設(shè)計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題?；贾饕袚げ牧系目估⒖顾毫训攘W(xué)特性及防火性、耐久性、自潔性、染色性及膜材料與膜材料的溶合性等特性。通過體形設(shè)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。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(yù)應(yīng)力來提高，對膜結(jié)構(gòu)而言，任何時候不存在無應(yīng)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(yù)應(yīng)力條件下的力學(xué)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(yīng)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(yù)張力。在外荷載作用下膜中一個方向應(yīng)力增加而另一個方向應(yīng)力減少，這就要求施加初始張應(yīng)力的程度要滿足在較不利荷載作用下應(yīng)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(dǎo)致膜材料破壞，如果初始預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(guān)鍵的一個問題。

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膜結(jié)構(gòu)施工方案

懸掛臂安裝焊接：懸掛臂安裝采用焊接，需檢查焊接節(jié)點，調(diào)節(jié)懸掛臂設(shè)計坡度，準確無誤方能進行焊接。使用溫度：本產(chǎn)品使用溫度環(huán)境為-40℃/ 70℃，注意設(shè)置燈光和采暖設(shè)備時，不宜離膜材太近，以免燒i傷膜材?？窟呉粭l懸掛臂準確無誤后，安裝另一邊一條懸掛臂，就位準確后點焊。然后以此兩條懸掛臂為基準拉出懸掛臂的較高、較底標高線，一一焊接剩余懸掛臂。并焊接無縫鋼管。

型鋼需接長時，先焊接頭并矯直。采用型鋼接頭時，為使接頭型鋼與鋼板預(yù)埋件緊貼，應(yīng)按設(shè)計要求鏟去楞角。對接焊縫應(yīng)在焊縫的兩端焊上引弧板，其材質(zhì)和波口型式與焊件相同，焊后氣割切除并磨平。

校準檢驗：懸掛臂安裝后首*先檢查現(xiàn)場連接部位的質(zhì)量。懸掛臂安裝質(zhì)量主要檢查懸掛臂豎向面的不垂直度;受壓對懸掛臂豎向面的側(cè)面下垂;懸掛臂坡度。保證懸掛臂符合設(shè)計受力狀態(tài)及整體穩(wěn)定要求。

連接受力拉索：定位拉桿基準線、標高線，按要求安裝預(yù)埋件，焊接欄桿。

PTFE類膜材料

PTFE類膜材料商品名叫特氟隆(Teflon),是在玻璃纖維布基上敷聚四氟乙烯樹脂(簡寫PTFE),樹脂含量大于90%。不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性很好，不會因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實現(xiàn)可移動、可展開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和前提。PTFE膜的特征是耐久性、防火性與防污性高。但PTFE膜與PVC膜比較,材料費與加工費高,且柔軟性低,在施工上為避免玻璃纖維被折斷,須有專用的工具與施工技術(shù)。

膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景

由于膜結(jié)構(gòu)新穎美觀的造型和多變的色 彩,還可用于標識性建筑,例如城市與地方的標識、公園入口標識、展覽會標識、行業(yè)與會議標識等。膜結(jié)構(gòu)又叫張拉膜結(jié)構(gòu)（TensionedMembranestructure），膜結(jié)構(gòu)建筑是21世紀較具代表性與充滿前途的建筑形式。然而,目前膜結(jié)構(gòu)在我國尚處于小范圍的試驗階段,但隨著我國經(jīng)濟實力的增強,新工藝、新材料、新設(shè)備的出現(xiàn),膜結(jié)構(gòu)建筑將成為我國21世紀空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展主流。