建筑结构选型膜结构二

第一节概述第二节充气式膜结构第三节张拉式膜结构第四节骨架式膜结构第五节膜结构的特点和膜材料的特征第六节膜结构的典型案例第十二章膜结构第一节概述膜结构，是由多种高强薄膜材料及辅助结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力，并形成应力控制下的某种空间形态，作为覆盖结构或建筑物主体，并具有足够的刚度以抵御外部荷载作用的一种空间结构形式。膜结构可分为充气式膜结构、张拉式膜结构、骨架式膜结构等，另外还有一种组合式的膜结构体系。组合式膜结构通常是在自身稳定的桁架体系上划分若干个单元，每个单元上布置张拉式膜结构单元，膜单元之间在受力上基本是相互独立的，可认为是多个简单张拉式膜结构单体的物理组合，受力复杂性介于张拉式膜结构和骨架式膜结构之间。第二节充气式膜结构1946年，美国的W.勃德首次造成了一座直径15米的充气穹顶，膜材料为尼龙纤维布，用于美军雷达防护罩。1967年第一届国际充气结构会议在德国斯图加特召开。1970年大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。美国馆日本富士馆充气式膜结构可分为气承式膜结构和气胀（囊）式膜结构。气承式膜结构通过压力控制系统向建筑物室内充气，使室内外保持一定的压力差，膜体受到上浮力，并产生一定的预张力，以保证体系的刚度。气胀（囊）式膜结构是向单个（或多个）膜构件内充气，使其保持足够的内压，多个膜构件进行组合形成一定形状的整体受力体系，气承式膜结构气胀（囊）式膜结构充气式膜结构空间密闭，配置智能和机电控制系统，靠内外气压差保持纤维膜的张力形成设计要求的曲面，室内无需任何框架或支撑，可轻松长达120米的建筑跨度。美国依阿华州综合体育馆。盖格公司设计的气承式膜结构。深圳东部华侨城大侠谷儿童乐园是中国首个气膜结构室内儿童乐园,2008年7月底建成，采用先进的充气膜建筑，充份体现了其高跨比，大空间无梁柱，自重轻等多种特点。广岛巨浪馆(1989)日本东京棒球馆，充气式索膜结构第三节张拉式膜结构张拉式膜结构是由索网结构发展而来的，通过一定的方式给膜体施加一定的预张应力，使其具有一定的形状和刚度。长沙世界之窗威海体育场第四节骨架式膜结构骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架体系（一般是钢桁架体系、网架结构、索网结构或索穹顶结构等）与膜材料共同组成一个结构受力体系。膜结构用于法国卡巴里奥收费站。长152m，最宽32m，4个35m高圆锥形桅杆支撑。1999年获国际织物工业协会组织的成就奖。日本秋田“天穹”上海八万人体育场索穹顶结构早在20世纪50年代，美国建筑大师B.富勒从一些自然现象中受到启发，富勒认为宇宙的运行是按照张拉原理进行的，即万有引力是一个平衡的张力网，而各个星球是这个网中的一个个孤立点，按照这个思想提出了张拉整体体系的概念，即由一系列不连续的压杆和一系列连续的拉杆共同组成体系，即所谓“压的孤岛存在于拉的海洋中”。由于张拉整体结构固有的符合自然规律的特点，最大限度地利用了材料和截面的特性，可以用尽量少的钢材建造超大跨度建筑。美国的D.盖格发展了B.富勒张拉整体的思想，提出了一种张拉整体结构——索穹顶，并在最近十几年里有了相当的发展。索穹顶膜结构是骨架式膜结构的一种，其成型及受力非常复杂，施工难度大，技术条件要求高，充分体现了现代建筑的高科技。圣彼特肯斯堡“雷声穹梯顶”索穹口顶结件构示宜意图国内晚首项约索穹唯顶结思构工搁程——内蒙君古鄂密尔多太斯市踩伊金滩霍洛锁旗全爽民健铸身活字动中卵心第五节汁膜结得构的特课点和膜有材料的末特征一、膜橡结构的宏力学特兼点膜作为四继木材陡、砖石尊、金属镜、混凝李土之后植的第五贤代建筑莲结构材证料，具四有显著侮的自身华特性。伟第一代修木材和岸第三代彩钢材拉撇压性能议均良好构，第二牌代砖石办和第四标代混凝斧土则只合具备良乐好的抗济压能力证，作为巷第五代悬的膜材救料则只能受速拉，没有芝承压行和抗坟弯曲仿能力，这是杂膜的最茅本质的页特征。施加男预应斩力是薄济膜结维构的轿力学嘉基础仇和技夺术基郊础。充气式兴膜结构缩慧是通过鸡对薄膜厌充气，亦利用薄膜第的内食压力女获得予预应碎力。膜深结构帜在充涌气后祸，形油成一摩定的痕形状大，并坟具有悟承载晴能力雨。下图埋为朝生阳体永育馆起网球射中心梅的充气近式膜醉结构题。张拉崖式膜斤结构岁是从昨帐篷问结构兄得到绞启示衔并发徐展起站来的贵，它旗利用桅杆、押拉索等支闸撑结桂构将凡薄膜领张挂辆，并杜利用苗拉索嗽的张立拉使业薄膜沈张紧唱而获左得预执应力例。薄冷膜在哈张拉尤后，樱形成桂一定驳的形乔状，券并具收有承份载能耽力。张拉支式膜旺结构确对膜按材料不的强页度有勺较高竹要求培。骨架式概膜结构衔以薄膜很取代传锁统的屋统盖结构疾，将薄膜取张紧丸在一现定弯翻曲形救状的避骨架惹上，通问过预缘瑞应力裂施加颂设备货的张门拉而仇获得伍预应填力。痛薄膜碌的承骑载能律力依冬赖于旅骨架迟支撑事结构拦。骨架梢式膜斯结构栽对膜馒材料蓝的强谋度要双求不浊高。二、续膜结影构的肺工程腊特点1、自重精轻：单折位面积右的结构俩自重与积造价不迷会随跨寨度的明臭显增加菜。2、选封型优世美，马富有众时代惨气息己，色局彩丰状富。3、减少啦能源消是耗：白捏天不用先人工照百明。4、施工承速度快楼：膜结元构的膜爪和支撑遗系统都匀是批量猜生产、答现场安挪装，节挣省了施碗工时间拘，经济派效益非滑常明显男。1.基础及纪承重钢裙构工程2.搭设脚眨手架3.现场除趋锈打磨4.钢结县构的胸拼装5.喷刷面沫漆6.钢构件形吊装7.膜材吊惹装8.压膜边9.帽口开固定10南.工程竣较工5、经济表效益明映显：日贴常维护乳费用少跌。6、使脱用安色全可英靠：些抗震辜性能嫩好，洁不易膜引起算火灾痛。7、可浮拆卸舰，易农运输寒，可滨应用奋于巡芝回演捡出、羽展览驾等活纷动。8、使用罪范围广雾。三、膜况结构的售应用1、大型体晒育设施：体育怪场、偿健身纳中心澡、游蓄泳馆请、网洋球馆掠、聪篮球缠馆等岛。2、商业设富施：锅商场戏、购删物中棍心、低娱乐模中心料、大石型会菌展场陷所、熄餐厅旱、酒阻店（侧挑檐源）等昂的中预厅或舌室内窜装饰勤。3、文化薪设施：料展览恳中心亩、展疗览馆淡、剧逐院、冶音乐冷厅、协会议筝厅、捏博物榴馆、惠植物懒园、烈水族枯馆、厘音乐卸广场杰等。4、交通论设施：喂机场须、火峡车站碰、公肺交车天站、铺收费巷站、棉码头施、加阀油站愈、天客桥连没廊、妻飞机号库、绞停车固场、兽候机项厅等涝。5、工业斩设施：工狸厂、仓出库、科两研中心蓝、处理孔中心、胀温室、罪物流中从心等。6、景观设痕施：劝建筑贪入口本、标翠志性其建筑乖或景痒观性翠小品润、公充园与离广场绘休闲炉区的老遮阳适结构鸟、海野滨娱裁乐休泄闲建谈筑、剪花园违与庭道院内跨的小蚊品、瓜居住士小区蛾、游智乐场嫂、步察行街袭与城瞧市街靠道小荐景、丽楼宇去屋顶扶改造踢更新积等。运动场售馆体育邮看台类1室内呜张拉坟膜23文化设帮施的屋排面4停车煤棚膜结然构用售于过趟街桥收费乡丰站天套棚类5蔬菜大族棚温室6建筑入球口景观小橡品深圳华酱侨城东防区超市周步行街四、膜少材料的珍性能膜结构消所用的湖膜材料嘉为具有既高强、尤阻燃、胶耐久、且自洁等挪特性的剪复合材帖料，一债般由基布和涂层两部分牢组成。基布购主要水采用高强聚麦酯纤维或玻璃纤辣维丝编织弹而成佳。涂层材贵料主要妈有聚四援氟乙府烯（PT奏EF）和聚氯乙痕烯（PVC）。为提瓣高膜具材料稠的耐模久、蝴自洁士等特勒性，苍聚氯梦乙烯赛类膜馅材料睬表面氏往往插有一脆层氟面借层或硅面层，以加底强膜材绍料的耐姻火、耐卸久及防讲水、自疼洁等性逮能。常用膜驱材料主瞧要有PTF铃E膜材咬料、ETF败E膜材料纤、PVC膜材川料。1、PTF量E膜材料咱为聚四氟偏乙烯树止脂与玻镜璃纤维期基布，具道有强未度高郊，耐粒久性酱好，蜂防火搏性好批，自安洁性吹好，怀而且器不受丸紫外雕光的头影响撞、使用绸寿命20年以求上，具折有高透光极性，且吓透过钞膜材羞料的胸光线宾是自款然散定漫光打，不抖会产饥生阴驶影与框眩光英。对太阳百能的反艰射率高，热临吸收肉量很妥少，盖即使据在夏助季炎帐热的孝曝光哄照射删下室饰内也乓不会赌受太翻大影峡响。2、ET伶FE膜材料链为乙烯—四氟邮乙烯底共聚搁物，是滤一种妈耐擦和伤，胃耐磨程、耐劳高温旷、耐抱腐蚀默、绝涌缘、咱高安曾全性黎的材炎料。折抗震思性能茂优越阿，能适柏应—20描0～15似0ºC的工仙作温窜度及团恶劣天气候；抗拉锁强度升高，在冰流雹袭击柴下仅留深小小凹与痕；阻燃材孙料，火钥灾危驶害小平；表停面光卸滑，自洁能斤力强。3、PV陶C膜材料料使用年辱限一般贼为7~蓬15年，为钱解决PV烂C膜材壳料的侄自洁劫性问柔题，血通常倡在PV担C涂层上锄再涂上PV僵DF（聚偏血氟乙酸眼树脂）上，称为PVD惧F膜材料水。另一榜种涂TiO2的PVC膜材料勇，具有前极高的躬自洁性把。第六估节器膜结来构的酷典型依案例美国擦巴尔膊的摩6号码排头音道乐厅捎，FT言L-托德.达朗设点计。亚特兰泡大体育均馆(佐治黄亚穹头顶)佐治你亚体望育馆扫的结窄构是胸一个嚼空间每桁架庸，其惧底部绝弦杆钻由环们形索童替代恳。它帽由涂兔有聚索四氟怪乙烯岔的玻葡璃纤冬维膜旷覆盖框。屋拔面呈扶钻石肚状，掏看上酸去象工水晶窄一般浪。结构绒示意漏图香港迅大球誓场该球场喷获19扯95年美蠢国建餐筑师伪协会悟奖，活可容驴纳4万观众虾。球场的麦纵向用24战0m跨度长，顶委部标锹高55埋m的拱形舅骨架支捧撑屋顶悠前沿，扶拱形骨拼架有12度的戚倾角在，其吨截面出为3.耀5m见方。每块16划00祸m2的膜创材，道跨3组桁膜架。阴这舰些膜睬材周币边压慈紧，摊在桁粘架间贤用一楼直径粒为80m技m的谷索坡压住，损膜本身确施加有51遮00予N的双向尖预张力喇。千年穹狮顶穹顶挪周长殿为1km，直径36身5禁m，中合心高勉度为50m，它由芒超过70k婆m的钢索厕悬吊在12根100挨m高的钢柴桅杆上誉。屋顶怜由带PTE盒E涂层斧的玻戚纤材华料制环成。建筑设顶计:理查皇德