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发布时间: 2024-05-25 19:07

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  膜材表面的防护涂层(PVDF,PTFE等),具有耐高温的特点,而且本身不发粘,落到膜材表面的灰尘能靠雨水的自然冲洗而达到自洁效果。膜结构具有轻盈稳定的结构特性,其重量是传统建筑的三十分之一,利用这一特点能设计和组织结构细部构件,创造巨大的无遮挡可视空间。此外,膜结构是一种柔性结构,在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形,膜结构通过变形来适应外荷载。根据环境及应用场合的不同,建筑师们把选好的“面料”(膜材)按尺寸裁剪,设计出各种的建筑款式,再与“辅料”(加强构件,如钢架、钢柱或钢索)结合通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间。

  膜结构的运用范围不仅只限于体育、展览建筑,还向房屋和景观建筑等各个方面进行扩展。其实膜结构工程规模可大可小,有街头小品,也有候机大厅、体育场等。而使用寿命也可长可短,可以是临时性的展篷,也可以是长达30年以上的长期建筑。其彩可素也可花,膜材料其实就像布一样,我们可将它染成各种花,尤其是膜材料中的半透明性能,使夜空中的膜建筑在灯光的照射下,会呈现出梦幻般的彩。膜结构建筑中都所采用了具有防护涂层的膜材料,所以具有良好的一个自洁效果,可利用雨水的自然冲刷来进行建筑物的外观清洁,与此同时也确保了建筑的使用寿命。另外,膜结构还具有方便运输、容易更新及不容易积雪等的优点。

  为使膜产生张力,不一定要使穹顶内部的气压比外部气压高。只要具备应有的支承条件,穹顶内部气低于外部气压,也可以使膜面产生张力[图1(c)。气胀式管状充气膜结构,是在制作成管状的膜材内充人空气而形成的结构,可形象地理解为用空气代替香肠肉来塞满管状膜。笔直的管状膜充气鼓胀水平放置,可得到梁[充气梁,图2(a);弯曲的管状膜充气鼓胀形成拱[充气拱,图2(b)。把多根这样的充气梁或拱并排连接起来,可创造出建筑空间。并列的梁或拱并不是相互独立的,而是用连接构件连接成整体使用。管状的充气膜结构,被称为气胀式充气膜结构( air-inflated structure)。

  膜结构中的索、膜构件只能承受拉力、不能承受压力和弯矩作用,对外荷载的抵抗主要通过变形来实现,因而膜结构在外荷载作用下变形较大,计算时应考虑结构的几何非线性。膜材是非线性材料,其应力应变曲线在应力较大时变化较大,但通常设计应力比断裂强度小的多,此时可近似认为膜材是线弹性的。

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