膜结构行业介绍6
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。
3.3 社区设施领域的发展机遇随着人民生活水平的提高,社区设施建设成为城市发展的重点。
膜结构的轻质特性使其成为社区设施建设的理想选择,例如遮阳棚、集会场所等。
膜结构定义——精选推荐
膜结构定义膜结构(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.张拉膜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.膜结构停车棚的市场前景随着都市现代化步伐的加快,汽车成为任何一个都市不可缺少的交通工具。
我国由于汽车工业高速发展,城市的汽车拥有量成倍上升,但城市建设规划没能尽快适应这一发展的要求,常常是车无停放之地。
所以在建设群规划时就应充分考虑停车场的问题,把停车场的建设和规划当成现代城市建设规划的重要组成部分,变得越来越重要。
同样,膜结构在停车场建设中也担当重要角色膜结构使用寿命及特点膜结构车棚的篷布材质是膜材,而膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响,使用寿命长,一般15-30年。
具有高透光率,透光率为13%,对热能反射率73%,热吸收量很少。
正是因为这种划时代的膜材料的发明,使膜结构车棚成为现代化的永久建筑。
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优越性能:自洁性、透光节能性、经济性、艺术性、防火性与抗震性、造型多样性;另外其还具有应用领域广泛、能覆盖大跨度空间及施工周期短的优点。
膜结构车棚可选材钢材、钢索、膜材料等。
膜结构车棚作用具有遮阳、挡雨、实用、美观的作用。
膜结构停车棚介绍膜结构停车棚是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。
膜结构介绍
膜结构介绍 一种适合建筑的新材料的出现,必然引建筑结构的革命,如历史上的混凝土和钢材,70年代以来,以欧美为中心发展起来的新型织物膜材,也是如此,用这种优良的织物,辅以柔性或钢性支撑,可绷成一个曲率互反,有一定刚度和张力的结构体系。
这种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体,具有以下优秀的特点: 1、造型的艺术性。
它既能充分发挥建筑师的想象力,又能体现结构构件清晰受力之类。
2、良好的自洁性。
膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
3、施工的快捷性。
膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,现场只进行半成品组装,因此施工简便快捷,施工周期短。
4、较好的经济性。
由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,因而比较节约能源,降低了长期使用费用,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
5、 结构自重轻,非常适合于建造大跨度空间结构。
膜结构的分类 膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构(Tension/Suspension membrane structure)、骨架式膜结构(Frame membrane strcture,Cable dome membrane structure)、组合式膜结构(Compound membrane structure)等几大类。
充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜 应 用 领 域:★ 体育设施: 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。
★ 商业设施: 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店(挑檐)等。
★ 文化设施: 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。
★ 交通设施: 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。
★ 工业设施: 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。
★ 景观设施: 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。
2023年膜结构行业市场发展现状
2023年膜结构行业市场发展现状膜结构是近年来兴起的一种新型建筑形式,由于其独特的造型特点和优越的性能表现,越来越受到市场的青睐。
随着人们对于建筑结构的新要求不断提升,膜结构市场发展前景也越来越广阔。
一、膜结构市场现状随着膜结构技术的不断进步,其市场需求也不断扩大。
目前,国内膜结构行业已经形成以江苏、广东、上海、四川等地为代表的区域化发展模式,投资额和建设规模均已达到一个新高度。
1. 市场需求扩大近年来,随着大型设施如体育馆、会展中心、火车站、机场等公共设施以及商业、旅游等领域的需求增加,中国膜结构行业进入了爆发式的增长期。
同时,随着人们环保意识的不断提高,膜结构建筑逐渐被视为绿色环保建筑的代表,得到了更多的市场关注。
2. 技术水平提升随着膜结构技术的日益成熟,加之相关政策的支持和市场需求的推动,国内企业开始向高支跨度、多层空间和无柱大跨度等膜结构领域进军。
同时,在材料性能、保温隔热和防火防水等方面也取得了很大的进展。
3. 膜结构市场前景广阔随着城市化建设进程的不断加快,膜结构市场将会继续保持高速增长。
尤其是植被覆盖、太阳能发电等新型技术的应用使得膜结构的功能越来越多元化,市场前景更加广阔。
二、膜结构市场未来发展趋势1. 多元化发展随着人们对于膜结构形式的不断探索和尝试,膜结构形式也将会越来越多元化。
未来,膜结构除了单一的活动空间外,还将向大型停车场、厂房和市政工程等领域快速发展。
2. 高端效益发展随着膜结构技术的不断提高和市场需求的不断增加,膜结构行业也将会向高端智能化、绿色环保及节能减排等方向持续发展。
高端效益的发展将成为膜结构行业未来发展的一大趋势。
3. 国际化市场开拓当前,国内膜结构行业在技术和品质方面已经取得了长足的进步,而国外市场这块蛋糕也逐渐变得越来越大。
因此,未来膜结构行业将会加强与国际市场的合作和沟通,并逐步开拓国际市场。
总体来说,随着膜结构技术和市场需求的不断提升,膜结构行业在未来将呈现出更为广阔和多元化的发展前景。
膜结构的应用和施工
膜结构的应用和施工本文简要介绍膜材料的主要类型、膜结构设计基本原理、膜结构的施工工艺,并探讨防火设施和膜结构配套使用之间的关系,以达到既能采用新颖建筑材料,又能满足防火工作要求,顺利通过消防验收的双赢目的。
1. 前言史前的人类用帐篷和伞来挡风遮雨,一般采用皮革或自然编织物制造,帐篷是人类历史上最早出现的膜结构建筑,帐篷和伞一样都反映着膜结构最原始的特点——即预加张力的薄层。
“膜”(Membrane)这个词最早源于拉丁文,其含义是“轻且有张力”。
20世纪50年代以来,随着高分子科学的发展,膜材的性能有很大的提高。
带高分子覆盖的织物与塑料在膜结构领域的应用已有30多年的历史。
美国拉文丁大学校园中心于1973年成为世界上首次使用PTFE膜材的膜结构工程。
如今,膜结构在国外早已得到广泛应用;在国内正在被人们逐步接受并用于体育场馆、会展场馆等建筑中。
2. 膜材料膜材的选用与膜在建筑结构中的安装的位置和所起作用有关。
现代膜结构使用的工程膜材主要有两种类型:一是以聚脂纤维织物结构为基材,五层复合聚氯乙烯树脂类材料制成的工程膜材(PVC);二是以玻璃纤维为基材,面层复合四氟聚脂类材料而成的永久性建筑膜材(PTFE)。
2.1 几种常见的膜材。
(1) PVC复合材料织物这种膜可抵抗恶劣气候,并有紫外线隔离能力。
用这种膜材制成的膜结构容易安装,且表面光滑又容易清洁。
PVC类膜在防火类别是阻燃的,其透光率一般可达20%,平均使用寿命大约5--20年。
(2) PTFE覆层式玻璃纤维织物这种属于较高级的膜材,用于永久性的建筑结构中。
该膜材张力极高,可抵抗紫外线,防火类别为阻燃,光滑的表面有着较高的反射率和自洁率,由于受到膜材厚度的限制,其透光率一般在12%左右。
平均使用寿命大于30年。
(3) PVC类织物匀质的PVC类织物可用于半透明或透明的内结构。
该膜材有较强的散射能力,适用于背光的天花板以及投影屏幕,其透光率与PVC本身的性质有关:半透明的PVC,透光率为70%;透明的的PVC,透光率可达96%。
膜结构介绍
膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层,配以优质的PVC组成的具有稳定的形状,并可承受一定载荷的建筑纺织品。
它的寿命因不同的表面涂层而异,一般可达成12-50年。
膜结构建筑的特点及应用领域:膜结构是一种全新的建筑结构形式,它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体,具有很高技术含量。
其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化,结合整体环境,建造出标志性的形象工程。
艺术性:充分发挥建筑师的想象力,又体现结构构件清晰受力之美。
经济性:由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源。
同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度:膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。
自洁性:膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,可减少现场施工时间,避免出现施工交叉,相对传统建筑工程工期较短。
膜建筑可广泛应用于大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等,又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
一,什么是膜结构?膜结构又叫张拉膜结构(Tensioned Membrane structure),是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系,它以其新颖独特的建筑造型,良好的受力特点,成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。
膜结构的介绍及应用
膜结构的介绍及应用膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。
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。
一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式1.骨架式膜结构(FrameSupportedStructure)以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后,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,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
2.张拉式膜结构(TensionSuspensionStructure)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到安定的形式。
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.近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料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(PneumaticStructure)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,以抵抗外力,因利用气压来支撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得到更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
膜结构介绍
膜结构介绍
嘿,朋友们!今天我来给大家讲讲膜结构这玩意儿。
我记得有一次去参加一个大型的户外活动,那场面可真是热闹非凡。
在活动现场,有一个特别引人注目的膜结构建筑,它就像是一个巨大的白色蘑菇,又或者说像一朵飘在地上的云。
当时我和朋友小明一起走过去,我好奇地问他:“你说这膜结构到底是啥做的呀?”小明挠挠头说:“我也不太清楚,感觉挺神奇的。
”
这时候,旁边一位戴着安全帽的工作人员听到了我们的对话,笑着说:“这膜结构啊,主要是由高强度的膜材料和钢结构支撑组成的。
”我接着问:“那这东西有啥好处呢?”工作人员耐心地解释道:“它的好处可多啦,首先它造型美观,能做出各种独特的形状;而且重量轻,建造起来相对简单;还具有很好的透光性,在里面也能享受到充足的阳光。
”
我和小明一边听一边不住地点头,围着这个膜结构转了好几圈,仔细地观察着。
我伸手摸了摸那膜材料,感觉有点软软的,但又很有韧性。
小明还调皮地敲了敲支撑的钢结构,发出“咚咚”的声音。
总之,那次的经历让我对膜结构有了深刻的印象。
这膜结构啊,真的是一种又实用又好看的建筑形式!
怎么样,朋友们,通过我的这次经历,你们是不是对膜结构也有了一些初步的了解呢?。
2024年膜结构市场调查报告
2024年膜结构市场调查报告1. 背景随着人们对建筑结构功能和美观性的要求不断提高,膜结构作为一种新型的建筑形式开始受到广泛关注。
膜结构具有轻巧、透光、易塑性等特点,逐渐应用于体育场馆、会展中心、车站等场所。
本报告将对当前膜结构市场进行详细调查和分析。
2. 膜结构市场概况膜结构市场在过去几年呈现稳步增长的态势。
根据数据显示,全球膜结构市场规模预计将在未来几年内保持每年5%以上的增长率。
该市场的快速发展主要得益于对高品质、环保和节能建筑需求的增加。
3. 市场驱动因素3.1 高品质建筑需求随着人们生活水平的提高,对建筑品质的要求也不断增加。
膜结构作为一种高品质建筑材料,能够满足人们对建筑外观、空间体验等方面的要求,因此得到了广泛应用。
3.2 环保和节能需求膜结构具有良好的透光性和隔热性能,能够有效降低建筑能耗,符合现代社会对于节能减排的要求。
因此,越来越多的建筑项目选择采用膜结构,以实现可持续发展目标。
3.3 建筑设计自由度相比传统的建筑材料,膜结构具有更高的塑性,可以实现更复杂的建筑形态。
这为建筑设计师提供了更多的创作空间,并且能够满足不同建筑项目的特殊需求。
4. 市场应用领域膜结构在多个领域都有广泛的应用,其中包括但不限于以下几个方面:4.1 体育场馆膜结构作为一种轻巧且能够提供较大跨度的建筑形式,被广泛应用于体育场馆的搭建。
其优秀的透光性能和可调控的温湿度条件能够为观众提供更舒适的观赛体验。
4.2 会展中心会展中心需要提供宽敞、明亮和灵活的场地,以满足各种展览需求。
膜结构能够满足这些要求,而且能够根据具体需求进行形态调整,因此成为会展中心建筑的理想选择。
4.3 车站和机场膜结构可以用于建造候车室、候机楼等场所,因为它具有轻盈、开放的特点,能够为旅客提供一个舒适的候车环境。
此外,膜结构还具有防雨、防风等功能,能够保证乘客的出行安全。
5. 市场竞争格局当前,膜结构市场存在较多的竞争对手。
主要的竞争者包括国内外建筑设计公司和膜结构制造商。
膜结构知识介绍
膜结构知识介绍嘿,朋友们!今天咱们来聊聊建筑界超酷的膜结构,这可就像是建筑穿上了超级酷炫的魔法斗篷呢!你看那些传统建筑,方方正正、规规矩矩的,就像一群严肃的老学究。
而膜结构呢,就像是建筑界的叛逆小青年,完全不走寻常路。
膜结构就像一块巨大无比的保鲜膜,只不过这保鲜膜超级坚韧,还能被做成各种造型。
它可以像一个巨大的肥皂泡,轻盈地飘在那里,仿佛下一秒就会随风飘走,但实际上却稳稳当当。
膜结构的材料也是很神奇的。
它就像是建筑材料里的“蜘蛛侠”,看似单薄却有着超强的力量。
那些用来做膜结构的膜材,薄得就像一片薯片,但是你可别小瞧它,它能承受相当大的压力呢。
这就好比一个瘦瘦弱弱的人,却能举起比自己重好多倍的东西,简直是建筑材料中的大力士。
在造型方面,膜结构简直是个天马行空的艺术家。
它可以被做成波浪形状,就像大海里汹涌的波涛被定格在了建筑上。
有时候又像是一只巨大的水母,透明而又灵动地趴在那里。
还有的时候像一朵超级大的蘑菇云,给人一种梦幻又科幻的感觉。
要是传统建筑是千篇一律的黑白色简笔画,那膜结构就是色彩斑斓的抽象画。
安装膜结构的时候也特别有趣。
就像给一个巨大的怪物穿衣服,工人们小心翼翼地把那一大块“薄膜”披上去,再慢慢地拉扯调整,就像是在给一个调皮的孩子整理衣服一样。
而且这衣服还不能穿歪了,得保证每一个褶皱都恰到好处,就像高级礼服的裙摆一样精致。
膜结构在实用性方面也不逊色。
它就像一把巨大的保护伞,能遮风挡雨。
在体育场里,那些膜结构的屋顶就像是一只温柔的大手,为观众们挡住炽热的阳光或者倾盆的大雨。
在商业广场上,膜结构的亭子就像是一个个小蘑菇城堡,人们可以在下面惬意地休息聊天。
而且膜结构还很环保呢。
它就像是大自然的好朋友,在建造过程中不会产生太多的污染,就像一个乖巧的小宠物,不会给环境制造太多麻烦。
膜结构在现代建筑中的地位越来越重要啦。
它就像一颗闪亮的星星,在建筑的星空中熠熠生辉。
不管是在城市的繁华地段,还是在宁静的郊外,膜结构都像是一个独特的精灵,给周围的环境增添了一抹别样的色彩。
膜结构特点
膜结构特点
膜结构的特点主要有以下几点:
1. 轻质高效:膜材料通常采用轻质材料制成,整个结构也非常轻便,能够有效地减少建筑物的自重,节省了建筑物的建造成本。
2. 空间利用率高:膜结构采用特殊的设计方案,能够将建筑内部空间最大化地利用,提高空间利用率。
3. 灵活性好:膜结构具有较好的柔性和可塑性,随着空间形状的变化,能够实现各种独特的建筑结构形式。
4. 耐用性较好:膜材料采用高质量材料制作,耐候性好,使用寿命长。
5. 施工周期短:膜结构通常采用工厂化预制方式进行制造,而且安装便捷,能够大大缩短建筑工期。
6. 能源消耗少:膜结构具有良好的通风透气性,能够有效地降低建筑物内部的温度和湿度,从而减少能源消耗。
7. 环保节能:膜结构采用轻量化的材料制造,能够减少建筑垃圾的产生,降低对环境的污染,符合现代节能环保的要求。
膜结构的形式
膜结构的形式膜结构是一种特殊的建筑结构形式,其设计灵感源自于自然界中的薄膜结构,如动物的骨骼、植物的叶片等。
膜结构在建筑领域中被广泛应用,其独特的形态和优异的性能使其成为现代建筑设计的重要组成部分。
膜结构的设计与传统的建筑结构有所不同,它采用轻质材料和柔性膜材进行搭建,形成一种轻盈、柔韧的空间形态。
膜结构具有自重轻、抗风性能好、透光性强等特点,能够创造出独特的建筑效果。
膜结构的设计过程需要考虑多个因素,包括建筑用途、环境条件、结构形式等。
首先,设计师需要确定膜结构的用途,例如体育馆、展馆、停车棚等。
不同的用途对膜结构的要求不同,需要采用不同的设计方案。
设计师需要考虑环境条件对膜结构的影响。
例如,膜结构需要能够承受风压、雨水冲击等外力作用。
因此,在设计中需要考虑膜材的强度、稳定性等指标,以确保膜结构的安全性能。
膜结构的形式也需要根据实际情况进行选择。
常见的膜结构形式包括单曲面结构、双曲面结构、自由曲面结构等。
每种形式都有其独特的特点和适用范围,设计师需要根据具体情况进行选择。
在膜结构的搭建过程中,需要采用专业的施工技术和设备。
膜结构的搭建通常采用预应力技术和张拉技术,以保证膜材的平整度和紧张度。
同时,在施工过程中还需要注意施工安全,确保工人的人身安全。
膜结构的应用范围非常广泛,不仅可以用于建筑物的屋顶和墙面,还可以用于建造遮阳棚、雨棚、景观亭等。
膜结构的独特性能使其在设计中具有很大的灵活性,可以根据具体需求进行定制。
膜结构的设计与传统的建筑设计不同,它更加注重形式的创新和空间的塑造。
膜结构的轻盈、柔韧的特点使其能够创造出独特的建筑效果,给人以美感和惊喜。
膜结构作为一种特殊的建筑结构形式,在现代建筑设计中起着重要的作用。
它不仅具有独特的形态和优异的性能,还能够创造出独特的建筑效果。
通过合理的设计和施工,膜结构可以成为现代建筑中的亮点和焦点。
相信随着科技的不断进步和人们对美的追求,膜结构将在未来的建筑设计中发挥更加重要的作用。
膜结构车棚描述
膜结构车棚描述膜结构车棚是一种新型的建筑结构,它采用了高强度的膜材料作为覆盖材料,通过钢架或者其他支撑结构来支撑膜材料,形成一个具有良好遮阳、防雨、防风等功能的建筑。
下面将从膜结构车棚的特点、优点、应用领域等方面进行详细介绍。
一、膜结构车棚的特点1.轻质化:膜材料具有轻质化的特点,可以减轻建筑物的自重,降低建筑物的成本。
2.透光性:膜材料具有良好的透光性,可以使建筑物内部充满自然光线,节约能源。
3.柔性:膜材料具有柔性,可以适应不同形状的建筑物,使建筑物具有更好的美观性。
4.耐候性:膜材料具有良好的耐候性,可以抵御风雨、雪、冰等自然灾害。
5.施工周期短:膜结构车棚的施工周期短,可以快速建成,缩短工期。
二、膜结构车棚的优点1.经济实用:膜结构车棚的建造成本低,维护成本也低,可以满足人们的经济实用需求。
2.环保节能:膜结构车棚采用轻质材料,减少了建筑物的能耗,符合现代人们对环保节能的要求。
3.美观大方:膜结构车棚的外观美观大方,可以增加建筑物的美观性,提高建筑物的价值。
4.灵活多变:膜结构车棚的形状可以根据需要进行调整,可以满足不同场合的需求。
5.安全可靠:膜结构车棚采用高强度材料,具有良好的抗风、抗震、抗雪等能力,可以保证建筑物的安全可靠性。
三、膜结构车棚的应用领域1.停车场:膜结构车棚可以作为停车场的覆盖物,可以保护车辆免受阳光、雨雪等自然灾害的侵害。
2.体育场馆:膜结构车棚可以作为体育场馆的覆盖物,可以为观众提供良好的观赛环境。
3.展览馆:膜结构车棚可以作为展览馆的覆盖物,可以为展品提供良好的展示环境。
4.商业广场:膜结构车棚可以作为商业广场的覆盖物,可以为商家提供良好的经营环境。
5.公共设施:膜结构车棚可以作为公共设施的覆盖物,可以为人们提供良好的休息、娱乐、交流等场所。
总之,膜结构车棚具有轻质化、透光性、柔性、耐候性等特点,具有经济实用、环保节能、美观大方、灵活多变、安全可靠等优点,适用于停车场、体育场馆、展览馆、商业广场、公共设施等领域。
膜结构的类型
膜结构的类型
膜结构是一种新型的建筑结构形式,它以薄膜材料为主要构件,通过张拉或充气等方式形成的空间结构。
膜结构具有轻质、高强、透光、隔热、防水、耐腐蚀等优点,被广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心、机场、车站等建筑领域。
下面将介绍几种常见的膜结构类型。
1. 球面膜结构
球面膜结构是一种以球面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。
球面膜结构通常采用双曲面或抛物面的形式,通过张拉膜材料形成球面结构。
球面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。
2. 双曲面膜结构
双曲面膜结构是一种以双曲面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。
双曲面膜结构通常采用双曲面的形式,通过张拉膜材料形成双曲面结构。
双曲面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。
3. 抛物面膜结构
抛物面膜结构是一种以抛物面为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。
抛物面膜结构通常采用抛物面的形式,通过
张拉膜材料形成抛物面结构。
抛物面膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。
4. 环形膜结构
环形膜结构是一种以环形为基础形态的膜结构,它具有优美的外观和良好的空间感。
环形膜结构通常采用环形的形式,通过张拉膜材料形成环形结构。
环形膜结构广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心等建筑领域。
膜结构是一种新型的建筑结构形式,它具有轻质、高强、透光、隔热、防水、耐腐蚀等优点,被广泛应用于体育场馆、展览馆、商业中心、机场、车站等建筑领域。
不同类型的膜结构具有不同的形态和特点,可以根据具体的建筑需求进行选择和应用。
膜结构的优点和缺点
优点(1)大跨度。
上海伟勃膜结构自重轻、性能好,可以不需要内部支承,克服了传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。
(2)艺术性。
膜结构突破了传统的建筑结构类型,以造型学、为依托,可结合自然条件,充分发挥建筑师的想象力,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。
(3)经济性。
上海伟勃膜材料具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,节约能源;夜间彩灯透射可形成绚烂的景观。
而且,膜结构能够拆卸,易于搬迁,特别是在建造短期应用的大跨度建筑时,更为经济。
(4)安全性。
膜材料具有的阻燃性和耐高温性,能很好地满足防火要求;膜结构属柔性结构,能够承受很大的位移,不易整体倒塌;膜结构自重轻,抗震性能比较好。
(5)自洁性。
膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,本身不发黏,落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
(6)工期短。
膜片的、钢索及等的制作均在工厂完成,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、及膜片的连接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。
(7)适用广。
从气候条件看,膜结构建筑适用的地域广阔;从规模上看,可以小到单人帐篷、花园小品,大到覆盖几万、几十万平方米的建筑。
甚至有人曾设想覆盖一个小城,实现人造自然。
缺点(1)耐久性差。
一般的膜材使用寿命为15~25年,与传统的混凝土及钢材相比有较大的差距,与“百年大计”的设计理念不同。
(2)隔热性差。
如果强调透光性,只能用单层膜,隔热性就差,因而冬天冷、夏天热,需要空调。
(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。
(4)抵抗局部荷载能力差。
屋面会在局部荷载作用下形成局部凹陷,造成雨水或雪的淤积,使屋盖在淤积处的荷载增加,可能导致屋盖撕裂(帐蓬结构)或翻转(充气结构)。
膜结构及索膜结构综述
膜结构及索膜结构综述——结构选型期中作业城市建设与管理学院10级景观建筑设计专业汪珂珂(20101150175)1.膜结构建筑概述膜结构也称为织物结构,是世纪中叶20 发展起来的一种新型空间结构形式,它以性能优良柔软织物为材料,由膜内空气压力支撑膜面,或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜面产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
膜结构的起源可追溯至远古时代人们利用牛皮或布等制作的帐篷结构。
但是长期以来由于技术原因,这种结构发展并不快。
1970年日本大阪世界博览会,由美国工程师盖格尔(David Geiger)设计的美国馆,其屋顶采用空气支撑膜结构,平面尺寸达到83.5 m×142 m,采用以聚氯乙烯(PVC)涂层的玻璃纤维织物建造。
通常被认为是第一个现代意义上的大跨度膜结构。
虽然现代膜结构出现仅有几十年时间,但发展迅速。
在20 世纪后期成为国际上大跨度空间建筑及景观建筑的主要形式之一,具有强烈的时代感和代表性。
它是集建筑学、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应用工程,具有很高的技术含量和艺术感染力,实用性强、应用领域广泛,既可应用于大型大跨度的公共建筑,如体育场馆、机场大厅、展览中心、购物中心,也适用于规模较小而造型各异的休闲景观设施、建筑小品等。
其发展潜力巨大,将成为21 世纪空间结构的发展主流。
2.膜结构的分类根据不同的支撑方式,通常将膜结构分为空气支撑式、张拉式及骨架支撑膜结构3大类。
2.1 充气式膜结构向由膜结构构成的室内充入空气,使室内的空气压力始终大于室外的空气压力,使膜材料处于张力状态来抵抗负载及外力的构造形式有单层结构和双层结构两种。
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,建造简单的优点,但需要不断输入超压气体及日常维护管理。
双层结构是在双层膜之间充入空气,和单层相比可以充入高压空气,形成具有一定刚性的结构。
膜结构
设计编辑
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。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。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中最关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。
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,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
膜结构介绍
膜结构介绍一种适合建筑的新材料的出现,必然引建筑结构的革命,如历史上的混凝土和钢材,70年代以来,以欧美为中心发展起来的新型织物膜材,也是如此,用这种优良的织物,辅以柔性或钢性支撑,可绷成一个曲率互反,有一定刚度和张力的结构体系。
这种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体,具有以下优秀的特点:1、造型的艺术性。
它既能充分发挥建筑师的想象力,又能体现结构构件清晰受力之类。
2、良好的自洁性。
膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
3、施工的快捷性。
膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,现场只进行半成品组装,因此施工简便快捷,施工周期短。
4、较好的经济性。
由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,因而比较节约能源,降低了长期使用费用,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
5、结构自重轻,非常适合于建造大跨度空间结构。
膜结构的分类膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构(Tension/Suspension membrane structure)、骨架式膜结构(Frame membrane strcture,Cable dome membrane structure)、组合式膜结构(Compound membrane structure)等几大类。
充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜应用领域:★ 体育设施:体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。
★ 商业设施:商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店(挑檐)等。
★ 文化设施:展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。
★ 交通设施:机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。
★ 工业设施:工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。
★ 景观设施:建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。
膜结构简介.doc
膜结构简介膜结构简介具体内容是什么,下面下面为大家解答。
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、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。
张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure) ,是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。
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。
张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶,如体育与娱乐性场馆,需有广告效应的商场、餐厅等。
城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑,使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。
因而近来年,这类建筑越来越多采用膜结构。
建筑膜材料的使用寿命为25 年以上。
在使用期间,在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。
建成于1973 年的美国加州La Verne 大学的学生活动中心是已有23 年历史的张拉膜结构建筑.跟踪测试与材料的加载与加速气候变化的试验,证明它的膜材料的力学性能与化学稳定性指标下降了20 %至30 %,但仍可正常使用。
膜结构介绍
膜结构建筑中最常用的膜材料有PTFE 膜材料和PVDF 膜材料两种。
PTFE 膜材料是指在极细的玻璃纤维编织成的基布上涂覆PTFE (聚四氟乙烯)而形成的复合材料。
PVDF 膜材料是指在聚脂纤维编织的基布上涂覆PVC (聚氯乙烯)后再加版100%PVDF (聚偏氟乙烯)表面涂层而形成的复合材料。
PTFE 膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好,不受紫外线影响,使用寿命在25 年以上。
具有高透光率,透光率为13%, 对热能反射率73% ,热吸收量很少。
正是因为这种划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。
PVDF 膜材由于自洁性良好、价位适中、运输安装方便,更广泛应用于各类建筑领域。
◇声学性能一般膜结构对于低于60Hz 的低频几乎是透明的,对于有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB 装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
◇保温性能单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。
同其他材料的建筑一样,膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。
例如:内部加挂保温层,运用空调采暖设备等。
◇防火性能如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求,具有卓越的阻燃和耐高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
◇力学性能中等强度的PVC 膜:其厚度仅0.61mm ,但它的拉伸强度相当于钢材的一半。
中等强度的PTFE 膜:其厚度仅0.8mm ,但它的拉伸强度已达到钢材的水平。
膜材的弹性模量较低,这有利于膜材形成复杂的曲面造型。
◇光学性能膜材料可滤除大部分紫外线,防止内部物品褪色。
其对自然光的透射率可达25% ,透射光在结构内部产生均匀的漫射光,无阴影,无眩光,具有良好的显色性,夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下,膜结构表面发出自然柔和的光辉,令人陶醉。
◇自洁性能PTFE 膜材和经过特殊表面处理的PVC 膜材具有很好的自洁性能,雨水会在其表面聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗。
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膜结构的发展历史世界上第一座充气膜结构建成于1946年,设计者为美国的沃尔特·勃德(W.Bird),这是一座直径为15m的充气穹顶。
1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议,无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。
随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆(137m×78m 卵形),以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。
后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。
大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。
而70年代初美国盖格尔-勃格公司(Geiger-Berger Associates)开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆(Teflon)膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。
之后,用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中,如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”(椭圆形220×159m),1988年建成的日本东京体育馆(室内净面积4,6767㎡)。
张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托(F.Otto),他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25m左右,用于联合公园多功能展厅。
由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力,以抵抗外部荷载的作用,因此在一定初始条件(边界条件和应力条件)下,其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题,都需要有计算来确定,所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法的提出。
目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善,人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形,并能计算任一点的应力状态,使找形(初始形状分析)、裁剪和受力分析集成一体化,使得膜结构的设计大为简便,它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力,而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力,完全可以避免各种不利荷载式况产生的不测后果。
因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。
而特氟隆膜摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。
比较著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等。
张拉膜结构的特征张拉膜结构作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。
恰由于此,用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。
轻质:张拉膜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,透光性可将膜结构变成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。
标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。
膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
通过膜材和透光保温材料的适当组合,可以使含保温层的多层膜具有透光性。
即使光谱透射只有几个百分点,膜屋面对于人眼来说依然是发亮和透光的,具有轻型屋面的观感。
柔性:张拉膜结构不是刚性的,其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,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。
张拉结构的灵活性使其可以产生很大的位移而不发生永久性变形。
膜材的弹性性能和预应力水平决定了膜结构的变形和反应。
不同的膜材的柔性程序也不相同,有的膜材柔韧性极佳,不会因折叠而产生脆裂或是破损,这样的材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和前提。
雕塑感:张拉膜结构的独特曲面外形使其具有强烈的雕塑感。
膜面通过张力达到自平衡。
负高斯膜面高低起伏具有的平衡感使体型较大的结构看上去像摆脱了重力的束缚般轻盈地飘浮于天地之间。
无论室内还是室外这种雕塑般的质感都令人激动。
张拉膜结构可使建筑师设计出各种张力自平衡、复杂且生动的空间形式。
在一天内随着光线的变化,雕塑般的膜结构通过光与影而呈现出不同的形态。
日出和日落时,低入射角度的光线将突现屋顶的曲率和浮雕效果,太阳位于远地点时,膜结构的流线型边界在地面上投入弯弯曲曲的影子。
利用膜材的透光性和反射性,经过设计的人工灯光也可使膜结构成为光的雕塑。
安全性:按照现有的各国规范和指南设计的的轻型张拉膜结构具有足够的安全性。
轻型结构在地震等水平荷载作用下能保持很好的稳定性。
由于轻型结构自重较轻,即使发生意外坍塌,其危险性也较传统建筑结构小。
膜结构发生撕裂时,若结构布置能保证桅杆、梁等刚性支承构件不发生坍塌,其危险性会更小。
膜结构的柔性使其在任一荷载作用下均以最有利的形态承载。
当然,结构的布置和形状要根据荷载情况来进行设计和调整。
设计要确何膜面与其辅助结构协调工作,以避免力在膜面或辅助结构上集中而达结构破坏的临界值。
膜结构形状确定的基本概念形状确定的概念,或者说找形,是膜结构设计的第一步。
在这一过程中,需要综合考虑建筑的平面、立面要求和建筑功能以及下部支承条件等因素来确定符合边界条件和力学平衡要求的曲面形状。
实际上,膜结构的设计打破了传统的“先建筑,后结构”的设计方式,要求建筑师和结构师在方案建议阶段便紧密结合在一起,共同确定建筑物的外形。
从力学的角度来看,膜结构的找形问题可以归结为求解空间曲面的初始平衡问题。
这一问题包含了如下几个重要参数:①结构拓扑关系。
②体力和面力。
③结构几何形状。
④几何边界条件。
⑤初始预张力的大小和分布。
其中,结构拓扑关系是指不同结构构件之间的连接关系,在计算机有限元模型中,也可以将其理解为结构单元之间的连接关系。
体力和面力是指结构自重和外荷载,在找形阶段外荷载通常为零。
结构几何形状是找形阶段所要求解的,一般属于未知量。
几何边界条件和初始预张力通常由结构工程师根据建筑条件和施工条件等因素来综合确定,是找形阶段的主要自变量。
可以说,找形就是寻求以上诸多因素的平衡点。
膜结构工程的特性——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。
膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。
标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。
膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
通过膜材和透光保温材料的适当组合,可以使含保温层的多层膜具有透光性。
即使光谱透射只有几个百分点,膜屋面对于人眼来说依然是发亮和透光的,具有轻型屋面的观感。
膜结构的轻盈稳定性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。
膜结构工程的特性——柔性张拉膜结构不是刚性的,其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,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。
张拉膜结构的灵活性使其可以产生很大的位移而不发生永久性变形。
膜材的弹性性能和预应力水平决定了膜结构的变形和反应。
适应自然的柔性特点可以激发人们的建筑设计灵感。
不同的膜材的柔性程序也不相同,有的膜材柔韧性极佳,不会因折叠而产生脆裂或是破损,这样的材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和前提。
膜支承的发展历史膜材屋面以什么支承,始终是膜结构设计中有待于探索的问题。
也许当初是从气球或橡皮艇受到的启发,人们考虑以空气为支承,就是向气密性好的膜材所覆盖的空间注入空气,利用内外空气的压力差使膜材受拉,结构就具有一定的刚度来承重。
早在第二次世界大战后期,美国就曾用气承式膜结构建造了一些小直径的雷达罩棚用于军事目的,而大阪博览会的美国馆则是大跨度气承式膜结构的里程碑。
在大阪博览会上还出现了一种气胀式膜结构,即将膜材本身做成一个封闭体,注入空气的压力要比气承式大得多。
气承式膜结构用作大跨度体育馆屋顶,建成之后由于在恶劣天气时维护不当,曾出现过好几次事故,轻者屋面下瘪,重者膜材被撕裂,砸坏了下面的设施。
这些事故虽然只造成一些财产的损失,并没有人员伤亡,但在公共建筑中屋面出问题,还是引起了公众的关注,甚至对气承式膜结构是否安全也产生了疑问。
1986年以后,在美国建造的大型体育馆就没有采用过空气膜结构,对于有些已建成的体育馆,其膜材将达到保证的使用年限,需改建时也不再考虑采用气承式膜结构。
不过由于其造价低廉、安装方便,中小跨度的健身房、网球馆、仓库等,气承式膜结构还是受到欢迎。
对膜结构能否用在永久性建筑上一向比较慎重的日本,却在东京后乐园采用了气承式膜结构。
它在构造上与以前在美国建造的空气膜结构没有什么差别,其主要特点是在屋顶上采用了先进的自动控制系统,同时屋面膜材为双层,其间有循环的热空气,以融化雪。
这个号称为机械、电子与土建相结合的智能建筑,确保了膜结构的安全与体育馆的正常运行。
然而,曾几何时,昂贵的运转与维持费用又使后乐园背上了沉重的经济包袱。
近年来日本大量建造穹顶,而没有继续采用气承式膜结构。
1997年日本熊本公园体育场主屋盖采用了加劲索的双层气胀式膜结构,使空气再一次作为膜的支承。
熊本穹顶融合了车轮型双层圆形悬索和气胀式膜结构的特点,成为一种新型的杂交结构。
直径107m的圆形屋顶宛如一朵浮云覆盖着体育馆,双层膜之间的充气量远小于要对整个室内空间充气的气承式膜结构。
一旦漏气,屋盖还可由钢索支承,不至于塌落。
美国工程师盖格(D.Geiger)是气承式膜结构的先驱者,他设计了大阪博览会的美国馆,其后又将改进的玻璃纤维膜材用于银色穹顶。
由于气承式膜结构出现过的多次事故,使他察觉到空气支承的潜在缺陷,转而寻求其他的支承方式。
在此之前,美国的发明家和工程师富勒(B.Fuller)提出了张拉整体(Tensegrity)的概念,即以连续的受拉钢索为主,以不连续的压杆为辅,组成一种结构体系,然而他的概念始终没有在工程中实现。