膜结构
简介
膜结构是一种建筑与结构结合的结构体系,是採用高强度柔性薄膜材料与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状,作为覆盖结构或建筑物主体,并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。
膜结构是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构类型,它打破了纯直线建筑风格的模式,以其独有的优美曲面造型,简洁、明快、刚与柔、力与美的组合,给人耳目一新的感觉,同时给建筑设计师提供了更大的想像和创造空间。膜结构具有强烈的时代感和代表性,是集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学、计算机技术等为一体的多学科交叉套用工程,具有很高的技术含量和艺术感染力,其曲面可以随建筑师的设计需要任意变化。结合整体环境,建造出标誌性的形象工程,并且实用性强、套用领域广泛。既可套用了大型公共设施,如体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、停车场、站台设施等。又可套用于休闲设施、工业设施、入口廊道以及标誌性或景观性的建筑、小品等。
优点
(2)艺术性。膜结构突破了传统的建筑结构类型,以造型学、色彩学为依託,可结合自然条件,充分发挥建筑师的想像力,根据创意建造出传统建筑难以实现的曲线及各种造型,且色彩丰富,富有时代气息,体现结构构件受力之美。配合灯光易形成夜景,给人以现代美的享受。
(6)工期短。膜片的裁剪、钢索及钢结构等的製作均在工厂完成,减少现场施工时间,可与下部钢筋混凝土结构或构件等同时进行,避免施工交叉,在施工现场只是钢索、钢结构及膜片的连线安装定位及张拉的过程,故现场施工安装、迅速快捷,相对传统建筑工程工期较短。
缺点
(3)隔音效果较差。单层膜结构只能用于隔音要求不高的建筑。
膜材
在薄膜结构中,薄膜既是结构材料,又是建筑材料。作为结构材料,薄膜必须具有足够的强度,以承受由于自重、内压或预应力、风、雪等作用产生的拉力;作为建筑材料,它又必须具有防水、隔热、透光或阻光等建筑功能。膜材料作为膜结构的灵魂,它的发展与膜结构的技术密切相关、互相促进的。
膜的材料分为织物膜材和箔片两类。高强度箔片近几年才开始套用于结构。织物是由纤维平织或曲织生成的,织物膜材已有较长的套用历史。结构工程中的箔片都是由氟塑胶製造的,它的优点在于有很高的透光性和出色的防老化性。
分类
膜结构建筑造型丰富多彩,千变万化,按照支承方式分为充气式膜结构、张拉膜结构和骨架支承膜结构。
1.骨架式膜结构
2.张拉式膜结构
以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结 构精神的构造形式. 大型跨距空间也多採用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高,结构性能强,且具丰 富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构
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