1、1 8索膜結構工程18 1索膜結構的特點、類型及材料索膜結構體系起源于遠古時代人類居住的帳篷, 但真正意義上的膜結構是 20 世紀中期發展 起來的一種新型建筑結構形式,是一種建筑與結構完美結合的結構體系。它是用高強度的柔性 薄膜材料(PVC 或 PTFE)與一定的支撐及張拉系統(鋼架、鋼柱或鋼索等)相結合,通過預張 力使膜形成具有一定剛度的空間穩定曲面,從而達到能承受一定外荷載,并滿足造型效果和使 用功能的一種空間結構形式。它集建筑學、結構力學、精細化工與材料科學、計算機技術等為 一體,具有很高技術含量。其曲面可以隨著建筑師的設計需要任意變化,結合整體環境,建造 出標志性的形象工程。膜結構從
2、20 世紀 90 年代以來在我國也得到了飛速的發展,目前已經建設了數十個大型膜 結構體育建筑、文化娛樂建筑、商業建筑、交通運輸建筑及其他標志性建筑。圖是國內 已建的代表性膜結構工程。 )(C)(d)圖18-1國內膜結構工程(a)上海八萬人體育場;(W青島頤中體育場;(c)鄭州雜技館:M)大連金石灘影視藝術中心索膜結構特點自潔性膜材表面的涂層 PTFE 或 PVDF 均為惰性材料,具有較高的不燃性和穩定的化學性 能,并且耐腐蝕。惰性涂層不與灰塵微粒結合,長久不褪色,所以膜結構建筑表面經雨水沖刷 即能自潔,經過長年使用仍然保持外觀的潔凈及室內的美觀。透光性膜材是半透明的織物,并且熱傳導性較低,對自
3、然光具有反射、吸收和透射能力,其透光 率隨類型不同而異,可達 4%18%。經膜材透射的光呈漫反射狀,光線柔和宜人無眩光,給人 一種開敞、明亮的感覺。膜材的透光性既保證了適當的自然漫散射光照明室內,又極大程度上 阻止了熱能進入室內,因此膜結構在節能方面有它的獨特效果。大跨度膜結構建筑中所使用的膜材重量輕,常用膜材質量為 0. 5-2. 5kg/m2 ,并且膜結構是張力 結構體系,能夠充分發揮材料的抗拉性能,因此膜結構可以從根本上克服傳統結構在大跨度建筑上所遇到的困難, 它能創造出巨大的無遮擋可視空間,有效增加空間使用面積。18 1 1 4輕 量結構膜材料與其他建筑材料相比要輕得多。不管在施工階段還是在使用階段,對膜面而言,風 荷載均是主要荷載,故要特別注意施工階段膜面和結構的安全。18.1.1. 5防火性和耐久性采用 PTFE 膜材料的膜結構建筑具有耐熱性、耐氣候性、耐藥物性、高強度、防火等