天津PTFE膜结构景观棚建筑
骨架支承式膜结构是指由钢构件或其它刚性构件作为承重骨架,在骨架上布置按设计要求张紧的膜材。索系支承式膜结构的主要形式是索穹顶结构,索穹顶结构是以连续的拉索和不连续的压杆组成的预应力空间结构体系。这类结构使用薄膜作为覆盖材料,其中的膜材是传力构件而非主要受力构件,主要作用是围护。工程中的膜结构膜与索、钢架的组合结构是大跨度空间结构的一个主要形式。表1是参考文献中所统计的部分上超过1万m2膜结构的相关资料。
具有优良的力学特性。膜结构的受力为单纯受拉,膜材只承受沿 膜面的张力, 因而可充分发挥材料的受拉性能。 它是跨度重量比大 的一种结构, 且单位面积的结构自重与造价不会随跨度的增加而明显 地增加。膜结构透光自洁,减少能源消耗,降低维护费用。膜结构是半透 明的织物,透光率一般可达 4%~16%,能够满足大跨度建筑在平时 使用时利用自然光的采光要求, 白天几乎不需要人工照明。但是冬季太阳光对于膜结构屋盖内部的气温升应不大,而夏天却相反,膜结构的室内气温比室外高出5—10 度,有时会使人感到明显的不适。 因此,膜结构多采用反射能力强的淡材料。
充气膜结构作为用皮膜覆盖空气的方法,具有多种优点,但也有缺点。最大的问题是维护管理。简而言之,此结构在建筑物存在期间,需要时时刻刻用送风器进行鼓气。相对于平常情况,在积雪时和暴风时,许多的空气穹顶需要增加室内气压。并且,需要有应对偶尔停电的机制。近年,这种转换大多完全是自动进行,为了确保如通常情况那样进行转换,需要不断地维护管理,经济负担非常可观。
薄膜结构具有和施工相关性的如下力学特点:结构形状及刚度与施工方法和过程间有相关性;结构的荷载敏感性;结构成型前的弱(零)刚度性。柔性的薄膜材料只有当被赋予适当的预张力时才具有确定的形状和抵抗外荷载的刚度,也才成为结构。初平衡状态下的形状确定及预应力分布是张拉结构中关键的问题。预应力的大小和分布决定了结构的刚度和形状。我国《膜结构技术规程》(CECS158:2004)根据膜材及相关构件的受力方式把膜结构分成四种形式:整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构和空气支承膜结构。