ETFE充气膜结构工程
这种结构应用广泛,膜结构车棚、看台、收费棚、球场、通道或入口、公园景观小品、甚至能作污水池加盖除臭及沼气池储气罐之用。膜结构作为居住空间的外表面的结构形式,在很遥远的古代就已经有在,将草席和兽皮、毛织物等皮樓用简单的木柱等顶起,用绳子固定在地面上构成稳定的简单住宅,这种建造方式在上古时代就开始应用了。皮膜质量较轻且坚固,富含柔软性,搬运、临时设置、重复使用都比较便利,现在游教民中仍然还有应用,可以说,源于皮膜的应用.
膜结构建筑是建筑结构的一种新形式,它集建筑,结构力学,精细化工,材料科学和计算机技术于一体,具有很高的技术含量。其弯曲的表面可以根据建筑师的设计需要随意改变。膜结构建筑以新颖独特的建筑形态和良好的应力特性,广泛用于体育健身设施,文化娱乐设施,交通运输设施,工农业建筑和地标建筑。
国家大剧院,是我国艺术表演的高殿堂,中外文化交流的大渠道,我国文化构思工业的主要基地。作为新北京十六景之一的地标性建筑,国家大剧院外形共同的主体结构,一池清澈见底的湖水,以及外围大面积的绿洲、树木和花卉,不仅仅大改进了周围生态环境,更表现了人与人、人与艺术、相辅相成的理念。国家大剧院外部为钢铁造壳体,呈半椭球形,由18000多块钛金属板拼接而成,面积超30000平方米,而在18000多块钛金属板中,4块形状相同。而它使用的膜材跟“鸟巢”水立方一样,都是ETFE膜材,这种膜材实现大限度利用自然光线,实现柔和采光。
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)。