小度写范文[膜结构建筑及膜材料的发展] 膜结构建筑,张拉膜,上海摩模板

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2024年膜结构市场前景分析

2024年膜结构市场前景分析

膜结构市场前景分析

引言

随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视,膜结构作为一种新型建筑材料逐渐受到市场的关注和认可。本文将对膜结构市场前景进行分析,并探讨其潜在的发展机遇。

1. 膜结构的定义和特点

膜结构是一种以薄膜材料作为主要构件的建筑结构,其特点包括轻质、高强度、耐候性好、透光性强等。膜结构具有较高的抗风、抗震性能,同时具备良好的自洁性和耐腐蚀性。这些特点使得膜结构在城市景观、体育馆、公共设施等领域具备广泛的应用前景。

2. 膜结构市场现状

目前,膜结构在国内外市场的需求呈现逐年增长的趋势。在国内,随着城市化进程的加速和人民生活水平的提高,人们对环境舒适度的要求越来越高,这为膜结构在商业、居住和休闲等领域的应用提供了较大的市场空间。同时,政府对于可持续发展和环境保护的政策支持也为膜结构行业的发展提供了有力保障。

在国际市场,膜结构已经在很多发达国家得到广泛应用,并形成了成熟的市场体系。特别是在一些气候条件恶劣的地区,如中东地区和北欧,膜结构的抗风、抗雨能

力使其成为首选材料。未来随着技术和市场的进一步发展,膜结构在国际市场的需求将进一步增加。

3. 膜结构市场前景分析

3.1 城市景观领域的发展机遇

随着城市化进程的不断加快,城市景观设计成为吸引人们眼球的重要方式。膜结构具有轻盈、灵活的特点,可以塑造出独特的景观效果,成为城市景观设计的重要手段。未来,在城市公园、市政广场等公共场所的景观设计中,膜结构有望得到更广泛的应用。

3.2 体育场馆领域的发展机遇

体育场馆是膜结构的重要应用领域,膜结构的高强度和透光性使其成为建造体育馆的理想选择。随着体育事业的发展和大型体育赛事的举办,体育馆的建设需求不断增加。膜结构作为一种节约材料和能源的建筑形式,具备很大的市场潜力。

膜结构设计范文

膜结构设计范文

在当今时代,随着科技的不断发展和人类对现代化生活的追求,人们对于建筑物的要求也越来越高。而随着建筑设计师们能力和技术的提高,各种新型建筑物在不断涌现,其中膜结构建筑物便是其中的佼佼者。膜结构设计通过创新的构思和运用先进的技术,将建筑物变得越来越轻便、美观,尤其是在大跨度建筑物的设计中更是逐渐广泛应用。本文将会深入探讨膜结构设计的相关内容,为读者介绍这种建筑设计新兴领域以及其设计过程所涉及的关键问题。

一. 膜结构设计的基本概念

膜结构设计其实是一种类似于蛋壳的结构,它由一系列目前最先进的高强度材料、薄膜和金属构件以及高度自适应的设计方法结合而成。它不仅可以用于常规建筑设计,还可以应用于各种创意、吸引眼球及瞩目的建筑、搭建及场馆的设计。膜结构的基本设计概念在于将轻、薄、柔性的材质应用于建筑结构中,同时借助空气气压实现整体构造的支撑作用。这种构造使整个建筑免于使用传统的混凝土或砖石这样的“重质”构造,拥有自由度更高、硬度更低、安全风险更小、制造时间更短的优势。事实上,膜结构设计也成为了现代建筑和体育场馆设计中的重要组成部分。在传统建筑设计过程中,需要使用的材料和设备数量较多,而膜结构设计则可以极大程度上减少材料使用量,有效降低造价。

膜结构设计的优点不仅在于上面所提到的节约成本,还包括声音隔绝、抗风、耐腐蚀等方面的优越性。根据建筑设计师的设计需求,膜结构设计可以调整材料、形状和尺寸等参数,以便满足实际要求。

总体来说,膜结构设计非常灵活,可以适应各种建筑风格,例如欧洲、现代和东方风格等。

二. 膜结构设计的分类

张拉膜结构范文

张拉膜结构范文

张拉膜结构范文

张拉膜结构是一种由柔性材料构成的建筑结构,其特点是通过张拉力

将薄膜拉紧以在空中形成自支撑的空间。张拉膜结构具有轻巧、形态多样、施工方便、透光性好等优点,广泛建于体育场馆、展览馆、车站和一些公

共建筑中。

张拉膜结构的主要构成部分包括膜材、张拉系统和支撑系统。膜材一

般采用塑料薄膜,如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜等,其在支撑系统

的作用下通过张拉力紧密贴合在一起。张拉系统由张拉索、张拉杆和张拉

节点组成,负责施加张拉力。支撑系统包括支撑构架和建筑结构的承重部分,可采用钢结构、混凝土结构等。

薄膜的形状和张拉力的施加方式是影响张拉膜结构性能的重要因素。

常见的薄膜结构形状包括尖顶、圆顶、双曲面和单曲面等。张拉力可以通

过张拉系统调整,并通过预应力调整膜材的初始状态,以保持薄膜表面的

平整度和稳定性。

在施工中,张拉膜结构的搭建一般分为预制和现场施工。预制是指将

薄膜和张拉系统在工厂中加工好,然后再运输到现场进行组装。现场施工

则是直接在施工现场进行整个薄膜结构的搭建和张拉。

1.重量轻:膜材采用轻型塑料薄膜,相比传统建筑材料如钢、混凝土等,重量更轻,减少了对建筑结构的负荷,提高了施工效率。

2.形态多样:薄膜材料可以根据不同的设计要求进行自由弯曲,可以

形成各种独特的建筑形式,满足建筑师的创意和设计需求。

3.透光性好:薄膜结构具有良好的透光性,可以有效利用自然光,减

少对室内照明的需求,节约能源。

4.施工方便:薄膜结构的施工过程比传统结构简便,不需要大量的钢筋混凝土工程,减少施工时间和费用。

5.抗风性能优异:张拉膜结构的薄膜与支撑系统之间的张拉力能够使其具有抗风性能,可以在恶劣的气候条件下保持稳定。

建筑模结构及膜材料发展

建筑模结构及膜材料发展

建筑模结构及膜材料发展

摘要

一九七零年,日本大阪博览会的美国馆和富士馆全部运用了膜结构建筑,引

发了建筑界的瞩目。在之后的几十年中,建筑膜结构得到了飞速的进展。大多

数的膜结构由钢材与和索组成,其他与膜的膜结构也慢慢朝着功能和智能化。

膜材具备轻巧美观的特点;透光节能,环保,阻燃性能优势;防污自洁性能;

安全,生命周期长等特征。根据相应的优势,建筑崭露头角。膜结构被叫做是

“二十一世纪的建筑”。他们用于大规模体育场馆,入口廊道,商场,赌场,

停车场,展览厅和植物园等。本文介绍了近年来国内外膜结构材料的发展及其在

建筑领域的应用,并对几类主要产品以及不同生产商生产的同类产品进行了性能

对比,通过各类产品的优劣性对比,并且从构造和受力特点上分析了膜结构的3

种形式,详细介绍了PTFE建筑膜材、PVC类建筑膜材和其他几种特殊的建筑膜材

的性能特点。阐述了新型建筑膜材的发展现状和新产品以及它们在世界范围内的

应用实例,并对我国建筑膜材的发展进行展望。希望我国的膜结构建筑技术能更

上一层楼,在膜材料生产技术上能逐渐走上国产化,生产出中国造的“膜材料”

关键词建筑;膜;材料;发展

1 前言

膜结构的历史能够回忆到古代树木制成的帐篷,然后固定在支撑树皮或野兽

皮肤上。现代膜结构被广泛应用于从一九七零年大阪世界博览会建筑上开始,由

于膜结构的标志性建筑---美国馆以及富士博物馆引起了全球的注重,从那以后,膜结构获得了飞速进展。在那个时候,根据专家的估计,从一九七零年到一九九

六年,全球上大概有一百五十个大规模的膜结构建筑。目前,由于建筑膜结构新

浅谈膜结构的发展及应用

浅谈膜结构的发展及应用

浅谈膜结构的发展及应用

膜结构是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式,是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式,它通过施加预应力,使结构具有一定的刚度以承受各种荷载作用,其设计思路和设计步骤与传统结构相比都有很大的不同,索膜结构用高强度柔性薄膜材料经受其他材料的拉压作用而形成的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式,其造型自由、轻巧、柔美、充满力量感,阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于使用、安全等优点,因而自1970年代以来,膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。

膜材表面采用PVDF(聚偏二氟乙烯)涂层、或二氧化钛涂层,具有较好的隔热效果,对太阳热能可反射掉70%,膜材本身吸收了17%,传热13%,而透光率却在20%以上,经过1年的太阳光直接照射,其灰度仍能保留70%,膜结构中所使用的膜材料每平方1公斤左右,由于自重轻,加上钢索、钢结构高强度材料的采用,大部分的力以轴力传递使受力体现简洁合理,因此膜结构适合大跨度空间结构体系。膜结构建筑所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高温性,故能很好的满足防火要求。由于结构自重轻,又为柔性结构且有较大

变形能力,故抗震性能好。工期短:膜材裁剪。拼合成型及骨架的钢结构、钢索均在工厂加工制作,现场只需组装,施工简便,故施工周期比传统建筑短。

1 常见的膜结构分类

从结构上分可分为:骨架式膜结构,张拉式膜结构,充气式膜结构。

1.骨架式膜结构(Frame Supported Structure)

以钢构或是集成材构成的屋顶骨架,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,经济效益高等特点,骨架式膜结构中的膜面仅仅起到对框架结构的维护作用,框架结构可以是传统的刚性结构,也可以是各类索结构,因此广泛适用于任何大,小规模的空间。

膜结构的发展史

膜结构的发展史

膜结构的发展史

近年来,膜结构建筑在现代建筑领域中日益受到关注和重视。膜结构凭借其轻巧、灵活和美观的特点,在体育场馆、展览馆、商业中心等各种建筑类型中广泛应用。然而,膜结构并非新生事物,其历史可以追溯到古代。本文将探索膜结构的发展史,了解其起源、演变和现代应用。

一、膜结构的起源

膜结构最早的起源可以追溯到古代文明时期。古代人们开始使用皮革、毛皮等材料制作帐篷、遮阳篷等简单的膜结构。这些膜结构主要用于提供临时的住所或遮蔽阳光,既轻巧又便于携带。例如,蒙古族的蒙古包就是一种典型的膜结构建筑,以其独特的设计和快速搭建而闻名。

二、膜结构的演变

随着科技和建筑技术的发展,膜结构得以进一步演变和改进。在19世纪,由于纺织技术的进步,人们开始使用帆布等可塑性较强的材料来构建膜结构。这些材料具有很大的伸展性和抗张力,非常适合用于建筑膜结构。著名的建筑师如楠克-韦尔纳-福斯特(Frei Otto)和巴克明斯特-富勒(R. Buckminster Fuller)在膜结构的研究和实践中做出了重要贡献。

三、现代膜结构的应用

随着科学技术的进步和材料技术的发展,现代膜结构的应用越来越广泛。膜结构建筑被广泛应用于各种场所,如体育场馆、文化中心、商业中心和展览馆等。同样,膜结构也被用于建造永久性建筑和地标性建筑。这些膜结构建筑具有良好的可塑性、透光性和透气性,能够创造出独特的空间效果。

膜结构的发展离不开材料技术的支持。现在,建筑师可以选择使用聚酯膜、聚氨酯膜或聚四氟乙烯(PTFE)膜等材料,以满足不同项目的需求。这些材料具有优异的抗张强度、抗紫外线和抗腐蚀性能,同时也具备一定的防火性能。

膜结构知识介绍范文

膜结构知识介绍范文

膜结构知识介绍范文

膜结构是一种特殊的建筑结构形式,通过薄膜材料的拉力和轻质结构

体系来支撑整个建筑。膜结构具有轻质、自重小、透光性好、施工周期短

等优势,广泛应用于体育馆、展览馆、会议中心、车站等建筑类型。以下

将介绍膜结构的种类、特点和应用。

一、膜结构的种类

1.膨胀膜结构:通过充气或加热,使薄膜表面形成膨胀状态。其支撑

结构可以采用气囊、金属索或其他刚性材料。

2.张力膜结构:通过拉力将薄膜拉紧,并使用钢索或钢筋等刚性材料

对其进行支撑。

3.空气撑起膜结构:利用气压将薄膜充气,使其形成空气膜状,并通

过加固结构进行支撑。

4.混合型膜结构:综合利用以上几种膜结构形式的特点,采用多种材

料和结构形式进行组合。

二、膜结构的特点

1.轻质性:膜结构采用轻质材料,自重较小,能够减轻建筑物的负荷。

2.透光性:膜材料具有一定透光性,能够实现室内采光,节约能源。

3.柔性:膜结构可根据需要进行自由变形,并能承受一定的风荷载和

地震力。

4.施工周期短:膜结构采用标准化构件,施工工序简单,能够大幅缩

短施工周期。

5.艺术性:膜结构可以采用多种颜色和形状,创造出艺术感染力强的建筑形象。

三、膜结构的应用

1.体育馆:膜结构可以用于搭建体育馆的屋盖,如鸟巢、水立方等,具有良好的采光效果和声学效果。

2.展览馆:膜结构可以用于搭建展览馆的临时展馆,形成独特的建筑形象,吸引观众。

3.会议中心:膜结构可以用于搭建会议中心的大厅,提供良好的视觉效果和空间感。

4.车站:膜结构可以用于搭建车站候车亭的屋盖,提供良好的遮阳和雨水防护。

5.商业中心:膜结构可以用于商业中心的广场遮阳结构,提供舒适的休闲空间。

膜结构技术标范文

膜结构技术标范文

膜结构技术标范文

膜结构技术标是一种新型的建筑结构技术,它以薄膜材料作为主要构件,通过张拉、固定和连接等手段形成独特的建筑形态和功能。膜结构技术标在建筑物的屋顶、立面、广场、体育场馆等领域得到广泛应用。本文将详细介绍膜结构技术标及其相关的标准和规范。

一、膜结构技术标的定义与分类

膜结构技术标是一种以薄膜材料为主要构件的建筑结构技术,通过张拉、固定和连接等手段形成的一种特殊形态和功能的建筑结构。按照膜材料的材质可分为聚脂薄膜、聚氨酯薄膜、聚氯乙烯薄膜等;按照结构形态可分为折板膜结构、曲面膜结构、双曲面膜结构等;按照功能可分为屋顶膜结构、立面膜结构、体育场馆膜结构等。

二、膜结构技术标的应用领域和特点

1.轻质化:膜材料重量轻,可大幅度减小建筑物的自重,降低建筑物的建造成本。

2.形状自由度高:薄膜材料的柔性特点使得建筑物的形态可以随意创造,满足设计的个性化需求。

3.采光性能好:膜材料具有一定的透光性,能够让自然光线透过,降低室内照明的能耗。

4.生态环保:膜材料在制造和使用过程中对环境的污染较小,并且可回收再利用。

5.施工周期短:膜结构技术标的施工速度快,能够缩短工期,提高工程进度。

三、膜结构技术标的设计与施工要求

1.膜材料的选用:膜材料要选用质量好、耐久性高、抗紫外线能力强的材料,以保证膜结构的使用寿命。

2.膜材料的张拉:膜结构的张拉要保证其平整、紧密和均匀,避免出现褶皱等问题。

3.膜材料的固定和连接:膜结构的固定和连接要牢固可靠,能够在风雨等恶劣天气条件下保持结构的稳定性。

4.腐蚀防护:膜结构技术标建筑物的金属构件要进行防腐处理,以延长其使用寿命。

膜结构施工方案范文

膜结构施工方案范文

膜结构施工方案范文

一、项目概述

膜结构是一种新型的建筑形态,具有轻质、高刚度、耐用、经济等特点,适用于各种场地和用途。本方案旨在介绍膜结构的施工方法和程序,

确保项目可以按照设计要求顺利完成。

二、施工准备工作

1.施工前的准备

在开始施工之前,需要对场地进行勘测和测量,确保设计图纸的准确性。

2.建立施工现场

在施工现场建立起办公室和仓库,存放施工所需的材料和设备。

3.人员组织

组织专业的施工队伍,包括工程师、技术员、工人等,并确保他们都

具备相应的资质和证书。

三、材料和设备

1.膜材料

膜材料一般使用聚酯膜或聚氯乙烯薄膜,具有良好的透光性和耐候性。

2.钢材

钢材一般使用镀锌钢管或者钢梁,具有较好的强度和耐腐蚀性。

3.设备

常用的设备有脚手架、起重机、焊接机等。根据具体的工程要求选择

适当的设备。

四、施工过程

1.场地准备

清理场地,并确保场地平整、干燥。对场地进行测量和勘测,根据设

计图纸确定膜结构的位置和尺寸。

2.钢结构安装

根据设计图纸安装钢结构,包括立柱、梁和桁架等。确保钢结构的垂

直度和水平度。

3.膜材料制作和安装

将膜材料根据设计图纸和尺寸要求预制好,并进行检查和测试。然后

将膜材料通过焊接、胶合等方式安装到钢结构上。

4.筒膜屋面制作和安装

根据设计要求,将膜材料制作成筒状,然后通过焊接等方式安装到钢

结构上,形成屋面结构。

5.膜材料张拉和调整

进行膜材料的张拉和调整,确保膜面的平整度和紧固度。

6.安全和质量控制

在施工过程中,要加强安全和质量控制,确保工程的安全性和稳定性。对关键部位进行加固和检查。

7.完工验收

施工完成后,进行完工验收,包括外观质量、结构稳定性、防水性能等方面的检查。

膜结构的发展历史

膜结构的发展历史

膜结构的发展历史

膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种

高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)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形状,作为覆盖结构,并能承受一定的

外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.

膜结构材料的特点:

重量轻、强度高、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响、抗疲劳、耐扭曲、耐老化、使用寿命长。具有高透光率,热吸收量很少。正是因为这种跨时代的膜材料的发明,使膜结构建筑成为现代化的永久性建筑

膜结构的设计

膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。目前膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在最不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料破坏,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力

结构设计论文-张拉膜建筑设计研讨论文

结构设计论文-张拉膜建筑设计研讨论文

结构设计论文:张拉膜建筑设计研讨

论文

关于《结构设计论文:张拉膜建筑设计研讨论文》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。

薄膜材料质量很轻,每平方米大概700~1700克。轻质的结构材料大大减少了结构自重和材料运输的成本。轻质的结构和较大的结构变形能力还使张拉膜结构能够吸收震动,减轻地震对建筑的破坏作用,十分适合地震多发地区。薄膜材料具有一定的透光性能,常用膜材能透过大概4%~16%的光线。在白天建筑内部不需要人工照明,减少了建筑的能量消耗。在夜晚室内的灯光从膜面透出来,勾勒出张拉膜结构雕塑般的形体,成为夜晚的一道风景。薄膜材料具有很高的反射率,大量的阳光热辐射能被膜材反射回去,张拉膜结构极小的结构体量使其不会吸收大量的热量,减少了建筑的空调负担,十分适合炎热地区的气候。通过设置双层薄膜或多层薄膜结构,增加透明保温层能使张拉膜结构保持透光性的同时能大大提高结构的隔热系数,使其适应严寒的气候。张拉膜最大最吸引人的优势就是它那优美典雅的有机造型,总能抓住参观者的目光,赋予建筑鲜明的视觉特点,改变了公众传统的建筑印象和建筑审美,丰富了建筑师的

创作手法。

张拉膜的结构概念

1.结构组成

张拉膜结构是一种新型的结构形式,它和以刚性材料为主要结构材料,受弯为主要受力方式的传统结构不同,它是以柔性的薄膜作为结构材料,通过支承张拉系统对薄膜施加预应力使其形成稳定的负曲面造型,获得结构刚度,能够覆盖大跨度空间的一种空间结构体系。如后附图1是张拉膜结构的两种最基本的结构形式马鞍形结构单元和锥形结构单元的示意图。它们都是由支承张拉系统和膜面组成。支承张拉系统包括桅杆、拉索、锚点、边索、脊索等,它们是对薄膜施加预应力的结构构件,并且是张拉膜结构重要的造型要素。在张拉膜结构中薄膜既承受建筑荷载是结构的一部分,同时又是建筑的维护结构。

膜结构建筑及膜材料的发展

膜结构建筑及膜材料的发展

栓柱 和 缆绳 吊住 , 积为 2万1 。 9 6 面 1 19 年美 国在 亚特兰 大 3
建 造的 乔治亚 圆顶体育馆 , 个 圆顶 采用缆 绳支持 , 整 该建 筑 首次应 用于1 9 年 奥运会会 场。 96
博 会开始 的 。 其标 志性 建筑 是在该 届世 博 会上展 出 的美 国 馆, 它采用 气承 式膜 结 构建 筑 , 形近 视椭 圆形 , 体尺寸 外 具 为 10m×8 . m。 展馆 之所 以在 当时受 到瞩 目, 因为 4 35 该 是
到 4 g 全部 使 用玻 纤织物 涂以聚 四氟乙烯 (T E 树 2,m , PF)
脂, 织物 面积超 过 5 i 。 0Tm
展 , 上海 虹 口足球 场 , 如 武汉 、 州 、 郑 广州等 一 些 城市 都纷
大约1 9 年左右, 95 美国建造了丹佛 ( e v r 国际机 D n e)
筑得 到 了 速 发展 。 快 当时 据 专家估 计,9 0 17
19 年世界 96
上大约已建造了 10座大型膜结构建筑 , 5 其中美国占有很
大 的比例。
下面 是一 些具 有代表 性的膜 结构建 筑及其所用膜 材。
我 国第 2个 大型 膜结 构 建筑 是青岛颐 中体育场 , 总面
积 为 3万i 所 采用的膜材 料为涤纶 工业丝织 造的织物 , n, 以

膜结构技术研究和应用进展

膜结构技术研究和应用进展

膜结构技术研究和应用进展论文

本文旨在介绍膜结构技术的研究和应用进展。膜结构技术是一种具有多种优势的新兴构造技术,可以实现节能、环保以及低成本等技术要求,正在成为建筑行业未来发展的新方向。在本文中,首先将对膜结构技术的结构原理、特点、组成和分类进行详细介绍,重点探讨膜结构材料的性能特征和应用趋势。其次,将列举出建筑膜结构的典型应用,并针对其存在的问题,提出了改进和完善的建议。最后,对膜结构技术未来发展趋势和技术进步进行了展望,以促进膜结构技术的进一步发展应用。

膜结构技术是一种设计结构技术,是指利用高强度聚合材料配合结合膜结构的构件,进行复合材料结构的设计和构成。目前,膜结构技术已广泛应用于建筑行业,可以迅速建立起支撑系统,进行建筑的快速装配。膜结构材料的优势表现为:一是轻质高强度,重量轻,使用灵活;二是具有较强的韧性,能够承受较大的冲击力;三是防水、阻燃、防腐蚀,抗紫外线强度高,不易变形;四是可以较快速组装,降低建设成本及时间。

膜结构技术的典型应用包括体育场馆、精细化建筑、临时结构以及能源节约型建筑等。体育场馆应用膜结构可以实现大跨度及灵活的布局,极大地提升其美观性;在精细化建筑中,膜结构可以实现细部设计,并具有良好的隔音性能;而在临时结构中,由于膜结构可以快速组建,可以实现结构架的最大化利用;另外,在能源节约型建筑中,由于膜结构具有良好的韧性和耐候性,可以减少建筑的能耗,从而节约能源。

在当前的膜结构技术应用中,仍需要改进和完善。一是膜结构

材料的性能还需要更进一步的研究和开发;二是膜结构的施工方法和施工技术也需要更新和完善;三是膜结构技术安全性和可靠性仍需要加强,需要实施严格的定期检查和保养。

膜结构的发展及应用

膜结构的发展及应用

气承式膜结构依靠 血面内外气压差来维持膜 曲面的形状 。气承式膜结 构是在膜结构构成的室 内冲入空气 ,保持室内的空气压力始终大于室外的 空气压力 , 由此使膜材料处于张力状态来抵抗荷载及外力的构造形式。 充气 膜结构分为单层结构和双层结构 , 单层结构如 同肥皂泡, 单层膜的 内压大于 外压。 此结构具有大空间、 重量轻、 建造简单特点, 但需要不断输入超压气体 及需 日常维护管理。 双层结构是双层膜之 间充入气体, 和单层相比可 以充入 高压空气, 形成具有一定刚性的结构, 而且进出 口可 以敞开, 但其在持续运 行及机器维护费用的成本上较高。 4 . 膜材料 2 1 世纪建筑领域发展趋势之一是采用新材料。膜结构的建筑 开发与应 用, 摆脱结构对钢材、 木材、 混凝土等传统材料的依赖, 为建筑 带来一场新 的 革命 。用于膜结构建筑的膜材料是在用纤维织成的基布上涂覆树脂或橡 胶 等制成 的, 高强度聚酯纤维是膜材 的基质 , 保证膜材 的强度 ; 高分子聚 合物 涂层保证膜材的密实性 ; 而惰性材料涂层则主要是保证膜材的 自洁性。 膜材 料与金属、 木材等建筑材料不同, 它具有柔软性、 透光性等特性, 而且膜材料 的基布 是织物, 由于织物径 向( 经纱) 与纬向 ( 纬纱) 的特性不 同, 因而膜材料 是一种异 向型非线性材料。 基布主要承担膜材料的抗拉 、 抗撕裂等力学特性 及防火性、 耐久性、 自洁性、 染色性及膜材料与膜材料的融合性等特性。 目前, 膜材料建筑 中最常用的材料主要有聚 四氟 乙烯 ( P TF E ) 膜材 、 聚 氯乙烯 ( P vc) 膜材和加面层 的P VC 膜材 : P VDF 膜材 ̄ I I P V F 膜材 。 P T F E 类膜材料商 品名 叫特氟 隆( T e l f o n ) , 是在玻璃纤维布基上敷聚 四 氟乙烯树脂 ( 简写P T F E ) , 树脂含量大于9 0 %, P TF E 膜的特 性是耐 久性 、 防火 性与防污性 高。但P T F E 膜与P V C 膜 比较 , 材料费与加工费高, 且柔软性低 , 在施工上为避免玻璃纤维被折断, 必须有专用的工具与旆工技术 。 P vc 类膜材料的布基织物为聚酯或聚氨酯等, 涂层为P VC 树 脂, 或氯 丁 橡 胶类物 质 , 一般 另加有 聚氟 乙烯 ( P V F ) 或 聚偏 氟 乙烯 ( P V D F ) 类面 层 P V C膜材在材料及加工上都 L B P T F E 膜便宜 , 且具有材质柔软、 易施 工的优 点, 但在强度 、 耐用性、 防火性等性能上较P TF E膜差 。为 了改善P VC膜材 的 耐火性及防污性,近年来已研发出以氟素系树脂于P VC涂层材的表面处 理 上做涂层。

膜材和张拉式膜结构在建筑中的应用及其艺术表现力

膜材和张拉式膜结构在建筑中的应用及其艺术表现力


用 的膜材 一般 有 两大 类产 品 。P v c ( 氯 乙烯 )膜材 和P T F E 聚 以钢构 或 是集 成 材 构成 的屋 顶 骨 架 ,在 其上 方 张 拉膜 材 的构 ( 四氟 乙烯 )膜 材 。另 外 ,还 有 新型 材 料E T F 聚 E ( 乙烯 一 四 造 形式 ,下 部 支撑 结构 安定 性 高 , 因屋 顶造 型 比较 单纯 ,开 口部 氟 乙烯 共聚 物 ) ,它 没有 织 物或 玻 纤基 层 ,但 大 家 仍把 它 归到 膜 不 易受 限制 ,且 经济 效 益 高等特 点 ,广 泛适 用 于任 何 大 ,小规 模 材这 一类 别 中 。 目前 只有 德 国 、美 国 、 日本 的少 数几 个公 司可 以 的空 间 。 生产 。 b 张 拉 式膜 结构 ) P T FE膜材 料 是 指 在用 3微 米 细 的玻 璃 纤 维编 织 成 的 基 以膜 材 、 钢索 及 支柱 构 成 ,利 用钢 索 与支柱 在膜 材 中 导入 张 布上 涂敷 PT FE即聚 四氟 乙烯 树脂 而 形 成 的复合 材 料 。 PV C 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 , 膜 材 料是 指 在聚 酯 纤维 编 织成 的基布 上 涂 敷 PV C即聚 氯 乙烯 树 也是 最 能展 现 膜结 构 精神 的构造 形 式 。近 年 来 ,大 型跨 距 空 间也 脂而 形成 的复 合材 料 。E T F E 是 乙烯 一 四氟 乙烯 共聚 物 既具 有 多采 用 以钢 索 与压 缩 材 构成 钢索 网来 支撑 上 部膜 材 的形 式 。 施 类 似 聚 四氟 乙烯 的优 良性 能 ,又 具有 类 似 聚 乙烯 的易 加工 性 能 , 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 还 有 耐溶 剂和 耐 辐射 的性 能 。14 年 、 1 7年 分 别在 日本和 美 国 于 骨架 式 膜结 构 。 97 96 投产。 c 充 气式 膜 结构 ) 2 膜 材 性 能 . 充 气 式膜 结 构 是将 膜材 固定 于 屋顶 结 构周 边 ,利 用送 风 系统 P T F E膜 材料 具 有 高透 光性 、高 强度 、 耐久 性 、 防火 性 、 让 室 内气 压 上升 到 一定压 力 后 ,使 屋顶 内外产 生 压力 差 , 以抵抗 耐 腐蚀 性 、抗 紫 外线 、 自洁性 等特 点 , 由于 P T FE树脂 具 有 斥 外 力 ,因 利 用气 压 来 支 撑 , 及钢 索 作 为 辅 助材 ,无 需任 何 梁 , 柱 水 、斥 油 、非 粘 着性 等特 性 ,所 以不 容 易 附着脏 物 ,而 且 P TF 支 撑 ,可 得 更大 的 空 问 ,施 工快 捷 ,经 济 效益 高 ,但 需 维持 进行 E的表 面 摩擦 力 很 小 ,附着 的 脏物 会 被雨 水 自冲 掉 ,所 以 P TF 2 d 时送风 机 运转 ,在 持 续运 行及 机器 维 护 费用 的成本 上较 高 。 4 ' E膜 材 料 具有 较 强 的 自洁性 , 一般 使 用 多年 不 需要 清洗 仍 可保 持 洁 白,而 且 由于 P TF E膜 材 的基 布 采用 的是玻 璃 纤维 织 物 ,所 以其具 有 很好 的 防火 性 能 。 目前世 界 上最 早 的 PT F E膜 结构 是 1 9 7 3 建 成 的美 国 拉文 大 学活 动 中心 ,经 过 了 3 0年 的风 吹 年 雨淋 ,仍 保 持者 良好 的使 用特 性 。 与 P TF E膜 材 料相 比, PV C膜 材 料在 耐 久 性 、防 火性 和 自洁 性上 要 相对 差 一 些 ,但 是 P V C膜 材 具有 易 加工 ,价格 便 宜 的优 点 。 目前 常用 的 PV C膜 材 料 都 是经 过 了表 面 自洁 处 理 ,最 常用 的作 法 是在 P V C的表 面涂 敷 PV D F涂 层 ,现 在 国 内最 常 见 的就是 采 用 了 P V DF膜材 的膜 结构 。 另外 ,近 年 利 用二 氧 化 钛 T iO 2光触 媒 的表 面 处理 技 术 ,开 发 出 了具有 极 强 自洁 去 污 现 今 ,城 市 巾 已越 来越 多 地 可 以见 到膜 结 构 的身 影 。膜 结构 已经被 应 用 到各 类 建筑 结 构 中 , 比如体 育建 筑 、 商业 建筑 、文化

膜结构建筑

膜结构建筑

膜结构建筑

膜结构建筑基本定义:

索膜结构是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美,充满力量感,阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于施工、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。

膜结构建筑基本简介:

膜结构建筑作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现,至今已有四十多年的历史,特别是到了七十年代以后,膜结构的应用得到了迅速发展。膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。

膜结构一改传统建筑材料而使用膜材,其重量只是传统建筑的三十分之一。而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现时所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡的可视空间。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于施工、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。另外值得一提的是,在阳光的照射下,由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反差的着光面与阴影的区分,室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚,建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空,建筑物的体型显现出梦幻般的效果。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。

膜结构建筑基本特征:

轻质

张力结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。从而使其自重比传统建筑结构的小得多,但却具有良好的稳定性。建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件,将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。

透光性

透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度,这对于建筑节能十分重要。对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。通过自然采光与人工采光的综合利用,膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。夜晚,透光性将膜结构变成了光的雕塑。

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[膜结构建筑及膜材料的发展] 膜结构建筑,张拉膜,上海摩

随着北京奥运会及上海世博会的顺利落幕,其中的大型膜结构建筑给人们留下了深刻的印象。本文介绍了近年来国内外膜结构材料的发展及其在建筑领域的应用,并对几类主要产品以及不同生产商生产的同类产品进行了性能对比,通过各类产品的优劣性对比,期望能为广大下游用户提供一定的参考。The noticeable mega membrane structures presented in the Beijing 2008 Olympic Games and Shanghai Expo 2010 have undoubtedly attracted lots of attention. Development trajectory of membranes and the application of which in the architectural field were introduced in this paper. Product performances of some major categories manufactured by different producers were compared to finalize the superior ones for the reference of downstream users. 120世纪膜结构建筑和膜结构材料的发展历程1.1国际上膜结构建筑的发展情况一般认为,现代膜结构建筑的出现是从1970年大阪世博会开始的。其标志性建筑是在该届世博会上展出的美国馆,它采用气承式膜结构建筑,外形近视椭圆形,具体尺寸为140 m×83.5 m。该展馆之所以在当时受到瞩目,是因为它是世界上首次出现的现代膜结构建筑,其使用的膜材是玻纤织物涂以聚氯乙烯(PVC)树脂,与后来大量建造的膜结构建筑材料类似。大阪世博会以后,在20世纪最后的 20 年中,膜结构建筑得到了快速发展。当时据专家估计,1970 ― 1996年世界上大约已建造了 150 座大型膜结构建筑,其中美国占有很大的比例。下面是一些具有代表性的膜结构建筑及其所用膜材。1952年沙特阿拉伯建成吉大(Jeddah)机场哈吉(Haj)候机厅,至今它仍是世界上最大的膜结构建筑,总面积达到 42 万m2,全部使用玻纤织物涂以聚四氟乙烯(PTFE)树脂,织物面积超过 50 万m2。大约1995年左右,美国建造了丹佛(Denver)国际机场,采用双层玻纤织物涂以PTFE树脂的膜结构建筑,篷面设计可透过光线,使整个场所都有充足的采光,顶篷由钢制栓柱和缆绳吊住,面积为 2 万m2。1996年美国在亚特兰大建造的乔治亚圆顶体育馆,整个圆顶采用缆绳支持,该建筑首次应用于1996年奥运会会场。 1.2中国膜结构建筑的发展情况中国的膜结构建筑发展相对较晚,1997年在上海建成了容纳 8 万人的上海体育场,这是我国首次将膜结构建筑应用到大型体育场上,其覆盖面积为3.61 万m2,所用的膜材料全部从国外进口,包括玻纤织物涂PTFE树脂的膜材料和一些附属材料,设计、施工也依赖外国公司。据了解,其造价比传统的建筑要高得多,但其对我国膜结构建筑的发展影响甚大。我国第 2 个大型膜结构建筑是青岛颐中体育场,总面积为 3 万m2,所采用的膜材料为涤纶工业丝织造的织物,以PVC进行涂层,其顶面层再覆以聚偏氟乙烯层(PVDF),可容纳 6 万观众。自此以后,膜结构建筑在我国得到了迅速发展,如上海虹口足球场,武汉、郑州、广州等一些城市都纷纷建造了运动场馆,甚至一些中小城市亦相继效仿。除了体育场馆外,如展览馆、会展中心、水上乐园、剧场、飞机场、加油站等亦纷纷采用膜结构建筑。2膜结构材料的分类及其性能特点根据以上介绍,20世纪开发出的膜材基本上都以纺织材料为基材(包括玻璃纤维和涤纶,用以织成织物),表面再加以涂层(或贴合)。主要有两大类,一类是玻璃纤维涂PTFE树脂;另一类是涤纶织物涂PVC树脂,两种膜材的性能优劣如表 1 所示。下面主要对这两种膜材进行详细分析。(1)以玻纤织物为基材,用PTFE(或硅树脂)涂层①产品特点这种膜材是由美国DuPont(杜邦)公司和Dow Corning(道康宁)公司首先开发出来的,其优点是膜材的强度高,力学性能十分优异,同时具有很高的热稳定性和化学惰性,防火、不燃、不受紫外线影响,具有很高的自洁性和耐用性,根据资料,其使用寿命可达 25 ~ 30 年。这种膜材透光性较好,透光率可达 25%,光线柔和,膜材对太阳光的反射率可达 70% 以上,可减少热量的传递,保持膜结构表面和内部不至于因阳光照射而升温过高。在膜结构建

筑盛行的早期,也有用玻纤织物涂PVC树脂作为膜材的(如1970年大阪世博会上美国馆所使用的),其优点是价格较玻纤织物涂PTFE的产品便宜得多,但在性能上有一定的差距,主要体现在自洁性和使用寿命上。实际使用这种膜材的相对较少。②主要生产商目前,生产玻纤织物+PTFE膜材的国外企业较多,如美国的圣戈班高功能塑料公司,这是最早进入我国膜材料市场的厂商。除此之外,德国Verseidag公司、日本中兴化成工业株式会社、沙特阿拉伯的Obeikan公司等也生产这种高品质膜材。国内主要有宁波天塔工业材料有限公司和江苏省维维高分子材料有限公司两家生产。日本中兴化成工业株式会社采用的玻纤织物,其玻纤的细度是目前最小的,为 3 μm,称为玻璃纤维B丝;而有的企业采用 6 μm的DE丝。日本中兴化工指出:采用细的玻纤丝,其单位面积的抗拉强度高,耐屈曲牢度好,在受反复应力时不易疲劳,因此用这种纤维加工的膜结构材料更经久耐用。德国杜肯Verseidag近年来开发了新材料,有高透光PTFE膜材,透光率可达 50%,同时具有 4 500 N/5 cm的抗拉强度,可用于需要采光又需要抗荷载的地方,另外还有吸音膜材、彩色PTFE膜材、Low � e节能膜材等,在南非世界杯上,约翰内斯堡体育场就采用了杜肯的棕色PTFE膜材。宁波天塔公司经过近 10 年的努力,自主研发了永久性PTFE建筑膜材,获得国家“863”项目资金的支持,产品已逐步在工程项目上得到应用。(2)以聚酯纤维织物为基材进行PVC涂层①产品特点这种产品如直接作为膜材,在性能上会存在很多问题,主要在尺寸稳定性、膜材老化、自洁性能等方面不够理想。根据研究,涤纶涂PVC材料用于充气结构 8 年后,由于性能老化,断裂强度减少 10% 以上,而撕裂强度损失 20% ~ 30%。因此这种涂层织物的性能取决于涂层材料阻隔紫外线的性能,为此,涂层时还必须注意把整个织物的交织点都要覆盖住。由于聚酯纤维织物经过PVC涂层后,PVC膜容易老化,随着其中增塑剂迁移和紫外线辐射的影响,膜材性能变差,膜面易被沾污而变色,这是该产品一个致命的问题。法国Ferrari(法拉利)技术织物公司针对这个问题在PVC涂层的表层再覆以PVDF层,开发出的新产品称之为FLUOTOP T,可以将热能反射掉 70%,膜面变色较少,色泽鲜艳,自洁性能提高,炭黑肮脏试验对膜几乎没有影响。据称其自洁性可与玻纤织物涂PTFE 产品相媲美。聚酯纤维织物经过PVC涂层后,也可采用加上聚氟乙烯(PVF)面层解决膜材易老化的问题,这种膜材在美国已流行多年。它是将聚酯纤维织物经过PVC涂层后,采用专用粘合剂,将PVF面层粘于表面,其商品名为Tedlar,对提高自洁性能也有显著效果,但手感略硬。聚酯纤维织物涂以含有二氧化钛(TiO2)的聚氯乙烯膜材,这种方法在韩国应用较早,韩国一些厂商曾来华作过宣传和推销,据称也可大大改善聚氯乙烯的自洁问题,目前在国际上已得到广泛应用。其原理是利用含有TiO2的面层在紫外线照射下可将有机污染物氧化分解,同时使膜面生成亲水基,使膜面具有优异的自洁去污能力,膜面始终保持美观整洁,这是最近几年开发出来的新技术,具有很大的优越性,因此使用面越来越广。②主要生产商生产这类产品的企业包括法国的法拉利技术织物公司、意大利NAIZIL(耐驰)公司、美国Seaman公司、德国的Verseidag公司、沙特阿拉伯Obeikan公司、德国米乐公司Mehler Texnologies等,我国有浙江锦达、北京佳泰、浙江星益达和上海申达科宝公司等。其中,德国米乐公司在原有的基础上又开发出了新产品:纳米PVDF涂层(Valmex),相较于传统的PVDF涂层,这种膜材具有更优越的自洁效果、抗腐蚀能力和抗菌效果;微孔吸音膜材(Silesco)不仅能够控制噪音,改善空间的音响效果,同时还保持了膜材的各种物理性能,包括各种强度下的拉伸力、颜色、各种灯光效果的涂层等,为室内设计师在改善内部空间的声效和美观方面提供了更多想象空间和实现可能;高度自洁膜材(Vivax)采用THV涂层和聚酯织物,具有极易处理和优越的耐用性能。(注:THV涂层是一种聚合物,混合有四氟乙烯、六氟丙烯、双氟亚乙烯,与其他氟塑涂层一样,具有卓越的抗污、自洁和易维护的特点。)国内的膜材厂家也逐渐成熟,大都引进了国外的先进织造和涂覆设备,产品也已应用到一些工程上,如北京人大附中体育场、中国空军实验室、土耳其安卡拉污水处理厂等设施与建筑的膜结构就应用了上海申达科宝新材料有限公司生产的膜材。(3)

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