景观张拉膜结构的材料特性与概念设计
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。
雨(棚)篷张拉膜结构工程施工组织设计方案
前言1、工程概况:本工程为广东省湛江市廉江中央商务区广场景观遮阳雨(棚)篷张拉膜结构工程,位于湛江市廉江。
膜材采用德国海德斯H5574,膜展开面积为600平方米。
结构分为8组景观及2个连廊,由28个吊顶膜及88片边膜组成屋面覆盖膜,支撑结构为组合桁架结构。
(用户名作者咨询)(1(22、我司对本工程的态度湛江市廉江中央商务区广场景观遮阳雨(棚)篷张拉膜结构工程,其结构简洁,造型新颖,但施工难度很大。
为了增加我企业此类项目施工的知名度,攀登索膜结构制作安装工程施工技术的高峰,对本项目我们怀有十分的兴趣和向往。
如果业主给予我们这次施工机会,我们将会全力以赴,派出一流的项目经理和优秀的施工队伍,聚集良好的结构加工和安装设备,集中高科技的控制和检测设备,并尽快开赴施工现场。
充分发挥我们管理优势、设备优势,建立完善的管理组织机构,落实严格的责任制。
执行“坚持质量标准,视质量为生命,提供优质产品,确保业主满意”的质量方针,严格按业主、建立及设计单位的要求进行施工,并全过程、无条件地接受业主、监理及设计单位对工程施工进度、质量、安全和造价的监督管理。
提供“最优的质量,最快的速度、最佳的管理、最完善的服务”。
3、工程有关事项承包范围:湛江市廉江中央商务区广场景观遮阳雨(棚)篷张拉膜结构工程。
工期要求:30天(保证业主的工期要求及顺延条件)。
由于招标方未提供工程开竣工日期及详细的里程碑进度节点计划,根据我们以往类似工程的施工经验,暂拟定工程在2012年6月开工,2012年7月全部膜结构安装完成,整个工期为30个日历天。
此外,如果业主对工期有其他要求,我们将采取措施保证按照业主要求的竣工日期按时交工。
质量标准要求:合格;质量目标:达到优良。
安全目标:无死亡事故、工伤频率控制在建筑施工安装管理法规规定的指标范围内。
4、编制依据:根据本公司的技术力量和工程的特点进行项目经理部人员选择与机械配备;现行国家颁布的技术规范、标准、规程、图集进行编制。
室外景观模型要素制作材料和方法
室外景观模型要素制作材料和方法一、纸板类纸板(模型纸板,工业纸板,特种纸)是建筑模型制作最基本、最简便、也是被大家所广泛采用的一种材料。
该材料可以通过剪裁、折叠改变原有的形态;通过折皱产生各种不同的肌理;通过渲染改变其固有色,具有较强的可塑性。
目前,市场上流行的纸板种类很多。
有国产和进口两大类。
其厚度一般常用的有0.5-3mm。
就色彩而言达数十种,同时由于纸的加工工艺不同,生产出的纸板肌理和质感也各不相同。
模型制作者可以根据特定的条件要求来选择纸板。
另外,市场上还有一种进口仿石材和各种墙面的半成品纸张。
这类纸张使用方便,在制作模型时,只需剪裁、粘贴后便可呈现其效果。
但选用这类纸张时,应特别注意图案比例否则将弄巧成拙。
总之,纸板无论是从品种,还是从工艺加工方面来看,都是一种较理想的建筑模型制作材料。
材料优点:适用范围广,品种、规格、色彩多样,易折叠、切割,加工方便,表现力强。
材料缺点:材料物理特性较差,强度低,吸湿性强,受潮易变形,在建筑模型制作过程中,粘接速度慢,成型后不易修整。
二、泡沫聚苯乙烯板泡沫聚苯乙烯板(发泡塑料)是一种用途相当广泛的材料。
属塑料材料的一种,是用化工材料加热发泡而制成的。
它是制作建筑模型常用的材料之一。
该材料由于质地比较粗糙,因此,一般只用于制作方案构成模型,研究性模型。
材料优点:造价低、材质轻、易加工。
材料缺点:质地粗糙,不易着色(该材料是化工原料制成,着色时不能选用带有稀料类涂料)。
三、有机玻璃板、塑料板、ABS板有机玻璃板、塑料板、ABS板这三种材料一般称之为硬质材料。
它们都是由化工原料加工制成的。
在建筑模型制作中,均属于高档次材料。
主要用于展示类规划模型及单体模型制作。
(一)有机玻璃板用于建筑模型制作的有机玻璃板材,常用厚度为(l-3mm),该材料分为透明板和不透明板两类。
透明板一般用于制作建筑物玻璃和采光部分,不透明板主要用于制作建筑物的主体部分。
这种材料是一种比较理想的建筑模型制作材料。
张拉膜结构工程主要材料的技术要求
JIS L-1096
纬向抗拉强度(N/3CM)
1350±70
JIS L-1096
经向抗撕裂强度(N)
120±6
DIN 53363
纬向抗撕裂强度(N)
100±5
DIN 53363
透光率(%)
13±3
DIN 5036
噪音降低系数:
0.78
ASTM C 423-99a
声音平均吸收率:
0.75
膜材规格表项目厚度毫米重量gm2经向抗拉强度n3cm纬向抗拉强度n3cm经向抗撕裂强度n纬向抗撕裂强度n抗剥离强度n5cm透光率玻璃纤维膜材宽度丝径0801120012044002003600150500505005010010133ec3442米34mjisl1096jisl1096din53363din53363din53357jisz8722数据实验方法442屋面老虎窗张拉膜结构工程的内膜采用进口的ptfe膜材投标方须提供15年质保书技术要求如下表
ASTM C 423-99a
膜材宽度
≥3.0米
-
4.4张拉膜结构工程主要材料的技术要求
4.4.1雨棚张拉膜结构工程和屋面老虎窗张拉膜结构工程的外膜采用进口的PTFE膜材(玻璃纤维织物聚四氟乙烯涂层),膜材类别为G类,代号为GT,级别B级,使用年限为25年,投标方须提供15年质保书,技术要求如下表。
膜材规格表
项目
数据
实验方法
厚度(毫米)
0.8±0.1
-
重量(g/M2)
1200±120
-
经向抗拉强度(N/3CM)
4400±200
JIS L-1096
纬向抗拉强度(N/3CM)
3600±150
张拉膜结构的概念设计
以膜 材 、 钢索及 支柱构 成 , 利用钢 索与支 柱在膜材 中导人 张力 以达 安定 的形式 。其不但具 有创新 陛, 而且它 的外形非 常美观 , 而且还 是最 具有 膜结构 的一种类 型 。 近年来 , 大 型跨距 空 间也多采 用以钢索 与压缩 材构 成钢索 网来支撑 上部膜材 的形式 。 由于建 设活动 的精确性 比较好 , 而且 构造 的性 能很优 秀 , 同时它 的表现力 也是很好 的 , 因此 它在成 本上 要稍 微的 比上一种要 低一些 。 的说服力与表现力这句话揭示了张拉膜结构的精髓 。针对这种结构来 1 - 3充气 式膜结构 说, 所 有的支撑 以及装饰 等都米 有实际 的意义 , 它 的构 造本来 就 已经完 它是说把膜材设置在屋顶的构造附近, 使用送风体系确保物种的 美 的体现 了一 切 的内涵。或者说 ,所有 的不合乎构 造 的造 型都没 有意 气 压增加 到适 当的压力 , 此 时屋 内外就 会存在 压力差值 , 这样就 能应对 义 , 主要是 由于那种膜要 不就是 乱飘 , 要不 就是不稳 定 。文 章讲述 的这 外力现象 , 由于它是使 用气 压来 维持 , 并且 用钢 索 当成是 配合材 料 的 , 种 材料本 身就是融合 了力 和形 。 所 以不需要 任何 的梁或者是 柱等 , 所 以它的空 间更宽 , 而 且建设 活动很 张拉膜结 构的基本组 成单元 通常有 : 膜材、 索与支 承结构 。 在砖 、 石 方便 , 利 润 比较 好 , 不 过要确 保送 风设 备持 续 的运作 一天 , 其运行 以及 等五种材料之后, 膜材开始融入到建设活动中, 成为第六类材料 。其本 维护 资金 非常 多。 来 不可 以受压 , 而且也 不可 以被 弯折 。因此要想确 保其运 作合 理 , 就应 2关于材料 该 合理 的引入预 张力 。 除此之外 , 要 想确保其 活动合理 的另一个 特征 即 用到结 构 中的材 料有着 非常优 秀的强度 , 而且它 的柔 韧性非 常高 , 是 要形成互 反 曲面。在以往 的结构 中 , 为降低变形 现象 , 就 要提 升结构 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 自身 的抗 力特点 。 因为膜 结构是经 由形状 的变化而 将力扩散 开来 , 从 而 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 获得最小 内力增 长的 。 如 果它在水 平方位周 围发生 了变化 的话 , 就会 出 使用 的树 脂有 聚氯 乙烯 树脂 、 硅酮 及聚 四氟 乙烯树 脂 , 在力学 上织物 基 现两类 回复力 , 第一 种是通过 变形而 导致的 。 第 二种是 通过材 料而导致 材及涂 层材分 别具有影 响下列 的功能性 质 。 的 。一般 来说 , 它 的几何刚度要 大大 的超过它 的 l 生的刚度 , 因此要 确 织物 基材— —抗 拉强度 , 抗 撕裂强 度 , 耐热性 , 耐 久. I 生, 防火性 。 保所有 的膜片有 着优 秀的刚度 , 就应 尽量形成 负高斯 曲面 , 即沿 对 角方 涂层 材一 耐候 胜, 防污 眭 , 加 工性 , 耐水 性 , 耐品 , 透 光 胜。 向分别 形成 “ 高点 ” 和“ 低 点” 。 “ 高点 ” 通 常是 由桅 杆来提供 的 , 或许 是因 3合理 的选取材 料 为这种问题, 一些材料中也将其成为悬挂膜结构 。 用 到建设 中的材 料 , 由于它们 的层 材 是不 一样 的 , 所 以分成 P V C 索作为膜材的弹性边界, 将膜材划分为一系列膜片, 从而减小了膜 膜与 wE F膜 , 在选 材 的时候 , 要 充分 的分析建 筑 的面积 以及使用 方 向 材 的 自由支承 长度 , 使薄 膜表面更 易形成较 大的 曲率。有文献 指 出 , 膜 以及 使用 的时间等等 的 多项 内容 。 材 的 自由支 承长度 不宜超 过 1 5 米, 且单 片膜 的覆盖 面积不 宜大 于 5 0 0 P V C膜 : 其在 材料 和制 作 上都 较之 于 另外 的一 种要 节省 , 而 且它 平米。此外,索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支 的优 势 比较 多 , 比如 质地较 软 , 而且便于 开展建设 工作 。不 过它也 存在 撑 , 进而确保不会 由于其破损而导致构造出现塌陷等问题。 些 问题 ,比如强度 以及使用 时间 和耐火性等 方面都较 之于 另外 的一 对 于其设计 来说 , 要 注重 如下 的要素 : 种要差一些。P V C膜材是由聚脂纤维织物加上 P V C涂层而成 , 普通建 ( 1 ) 初始 态分 析 : 确保 生成 形状 稳定 、 应力 分布 均匀 的三维 平 衡 曲 筑 使用 的材料 , 是在 P V C涂层 材 的表面 处理上 , 涂 以数 mi c r o n 厚 的压 面 , 而 且可 以应 对多种情 况 中的受力性 , 其实 多次修 正的活动 。 克力树脂 , 进而提升它的防污特征。 不过, 当长久的使用之后 , 它就容易 ( 2 ) 荷 载态 分析 : 张拉 膜结构 自身 重量 很轻 , 仅为 钢结 构 的 1 / 5 , 混 掉色, 而且会 变脏 , 质量 也不如 之前 好 。常见 的这 类材料 的使用 时 间比 凝 土结构 的 1 / 4 0 ; 所以它 能够很好地 应对地 震 , 同时对 风 的影响也 很敏 较久, 由于运 行的环 境不一样 , 一般在五 到八年之 间 。为提升其 耐候 陛 感。 除此之 外 , 还要分 析到雪等 的作用 。因为 现在来讲可 以观测 的 内容 特征, 近年来 已研发 出以氟 素系树脂 于 P V C涂层 材 的表 面处 理上做涂 不 是很全 面 , 故对膜结构 的设计 通常采用 安全系数 法 。 层, 这样可提 升它 的耐候性 特点 。 ( 3 ) 主要 结构构件 尺寸 的确 定 , 及对 支承结构 的有限元 分析 。如果 P V D F P V D F是二 氟化 树脂 的略称 ,在 P V C膜 表 面处 理上 加 以 设 计措施 和它 的构 造不一样 的话 , 要 落实好 多种设计措 施 间的参数 变 P V D F 树 脂涂层 的材 料称 为 P V D F膜 。它 和普通 的 P V C比对 来看 , 其 化 。 持续 时间更久 , 一般 可 以达 到七年 到十年之 间。 ( 4 ) 连 接设计 : 包 括螺栓 、 焊 缝和次要 构件尺寸 。 P V F P V F是一 氟化树 脂的 略称 。P V F 膜 材是在 P V C膜 的表 面处 其在方 案时期 的时候要落 实好如 下的 内容 : 理上 以 P V F 树 脂做 薄膜 状薄 片加 工 , 它 比前 一种 更加 的持 久 , 而且 更 ( 1 ) 预张力 的 大小及 张拉 方式 ; ( 2 ) 持久 性 和耐火 性 ; ( 3 ) 分析 到膜 能应对 污染 。不 过 由于 它的制作性 和实用 性 以及耐 火性等都 不是非 常 面 的形 状 , 防止 出现存 水现 象 ; ( 4 ) 关键 节点 的设计 , 以避免 应力 集 中 ; ( 5 ) 考 虑膜材 的运输和 吊装 。 的优 秀 , 所有它 的使用方 向受到 一定 的局 限 。 F E膜 : V F F E膜是 在超 细玻璃 纤维织 物上 ,涂 以聚 四氟 乙烯树 在设计 的 时
停车棚张拉膜
停车棚张拉膜停车棚作为一种常见的遮阳设施,广泛应用于公共场所、企事业单位等各种场所。
在停车棚的搭建中,张拉膜是一种常见的遮阳材料。
本文主要介绍停车棚张拉膜的特点、应用、施工及维护保养。
特点耐用性张拉膜由高密度聚乙烯(HDPE)制成,材料自带抗环境老化性能,能够防止紫外线、酸雨、风沙以及高温等所有自然现象的再加重。
同时,由于其耐久性强,使用寿命较长,一般可以使用5-8年不等。
透光性张拉膜与普通的遮阳材料相比,其主要优越之处在于其透光性。
张拉膜透光度高,能够在不影响车辆停放的同时起到遮阳作用。
这也是张拉膜被广泛应用于停车棚建设的主要原因。
抗风性张拉膜与固定金属骨架一起使用,有着很高的抗风能力,在风力极大的情况下仍能保持其本身的稳定性。
在一些地区,张拉膜停车棚经过现场测试,其风速等级可达到42 米/秒,因此在抗风方面很有优势。
应用停车场作为张拉膜的主要应用场所,随着城市化的发展,停车位越来越紧张,张拉膜停车棚逐渐受到了广泛的关注和应用。
特别是在一些临时停车场、超市、公共场所等场所,张拉膜停车棚具备轻便、快捷的特点,更适应这些场所的周转需求。
另外,张拉膜的透光性可以很好地满足一些需求透光性较高的地方,比如地球日等公益活动的搭建,还可以被用于一些建筑方面,充当建筑的一部分。
施工张拉膜停车棚施工是属于轻型的施工模式,适用于多种场所,材料不同价格也不一,具体需要大家根据实际情况来选择。
设计规划在进行张拉膜停车棚的施工前,需要对现场进行测量与设计,确定需要搭建的停车棚的大小、型号、高度等参数。
材料准备在确定好停车棚的设计和规划后,我们需要准备材料,主要是张拉膜、金属骨架和其他配件。
在准备好材料后,需要将材料运输到施工现场,并整理好需要使用的工具。
安装金属骨架在准备好材料和工具后,需要安装金属骨架。
首先需要将金属骨架进行翻转和组装,并对每个部位进行固定,保证整个金属骨架的结构稳定。
安装张拉膜在金属骨架安装好后,需要根据设计图纸将张拉膜进行裁剪,并用固定件将其与金属骨架牢固链接,最终完成整个停车棚的搭建。
张拉膜施工工艺
张拉膜施工工艺引言张拉膜工艺是一种用于建筑和结构中的新型施工技术,通过将薄膜材料拉伸并固定在支撑结构上来创建大跨度、独特形状的覆盖物。
这种工艺在建筑、体育场馆、室外场地等领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍张拉膜施工工艺的基本原理、施工步骤以及相关注意事项。
一、工艺原理张拉膜施工工艺主要涉及以下几个方面的原理:1. 薄膜材料特性:张拉膜一般采用聚合物薄膜材料,如聚四氟乙烯(PTFE)、聚酯(PES)和聚氯乙烯(PVC)等。
这些材料具有高强度、轻质和柔韧性等特点,适合于大跨度建筑的覆盖物。
2. 支撑结构设计:张拉膜的施工需要合理的支撑结构来保证薄膜材料的稳定性和均匀受力。
支撑结构通常采用钢结构或混凝土构件,在设计时需要考虑到荷载分配、变形控制等因素。
3. 张拉力学原理:张拉膜施工过程中,通过张拉力将薄膜材料的表面变为一系列曲线形状,从而形成所需的建筑形态。
张拉力的大小和方向需要根据结构设计和薄膜材料特性来确定。
二、施工步骤张拉膜施工工艺通常包括以下几个步骤:1. 支撑结构搭设:根据设计要求,搭建支撑结构,在施工过程中要保证结构的稳定性和精度,以便后续施工。
2. 薄膜预处理:将薄膜材料从卷盘中取出,根据设计要求进行切割和布置。
在这个过程中,需要注意保护薄膜材料的表面,避免划伤或污染。
3. 张拉膜安装:将薄膜材料固定在支撑结构上,通过张拉力使其达到设计要求的形状。
在安装中要注意控制张拉力的大小和方向,保证薄膜材料的平整度和紧密度。
4. 固定和连接:将薄膜材料的边缘固定在支撑结构上,通过夹持或焊接等方式进行连接。
在固定和连接过程中要注意不损坏薄膜材料,并保证连接处的密封性和稳定性。
张拉膜结构施工方案
张拉膜结构施工方案张拉膜结构施工方案是用张拉系统建造地震、暴风雨或高温潮湿等复杂环境下的结构物。
张拉系统由钢质钢丝绳、拉力应变传感器、控制器和相关支撑结构组成。
它有良好的强度和刚性、高抗震、热应力均匀,能有效地降低结构的抗震能力,从而有效地提高结构物的安全性。
张拉膜结构施工方案的主要设计目的主要是为了抗震性能的提高,使结构物能抵抗复杂环境的风雨等影响。
这项设计技术的主要分为拉力预应力和力学连接两个部分,主要使用的拉力预应力技术是拉膜结构技术,力学连接方面主要使用钢芯螺栓连接技术。
1、拉膜结构技术拉膜结构技术是一种高效而可靠的建筑结构,采用可延展材料(主要是普通PVC膜)与钢绳相结合,拉膜在施工时根据设计要求拉伸到所设定的拉力,并一拉到位即可,无需重复拉力和拆卸等,避免了以前使用索具这样的简单结构在复杂环境中出现松动等缺陷,十分稳定可靠。
2、钢芯螺栓连接技术钢芯螺栓连接技术是将钢芯螺栓与普通螺栓连接在一起,具有较好的抗拉强度和受力均衡性,是拉膜结构施工方案中重要的组成部分。
钢芯螺栓的安装方法一般是先将钢芯螺栓插入钢丝绳,再将钢丝绳扣拉到要求的拉力,最后将普通螺栓或加固片钉在绳芯上以连接钢绳和结构物。
3、张拉膜结构施工方案张拉膜结构施工方案的施工程序主要分为现场施工准备阶段、钢绳体系施工阶段、拉力预压系统施工阶段、力学连接施工阶段、拉膜结构维护阶段和施工维护阶段等。
(1)现场施工准备阶段:首先分析工程所需要的施工设备和用具,并准备好一切施工准备工作。
(2)钢绳体系施工阶段:在设计算法的指导下,根据不同地形和地震烈度划定钢绳体系,合理布置钢绳体系以符合地震烈度等要求。
(3)拉力预压系统施工阶段:本阶段主要安装传感器和控制器,并根据设定的拉力预设一次拉力,以确保拉膜结构有足够的拉力和承载力。
(4)力学连接施工阶段:本阶段主要是安装钢芯螺栓连接件,将钢芯螺栓插入钢绳,再将普通螺栓拧牢,以确保钢绳和结构物的完美连接。
膜结构定义
膜结构定义膜结构是一种特殊的结构形式,它以薄膜为主要构件,通过张力和形变来支撑和传递荷载。
膜结构具有轻巧、灵活、美观等特点,在建筑、航空航天、体育场馆等领域得到广泛应用。
膜结构的主要构件是膜材料,常见的膜材料有聚氨酯、聚氯乙烯和聚酯等。
这些薄膜材料具有良好的延展性和耐久性,能够承受较大的荷载并保持形状稳定。
膜材料通过张拉在支撑结构上,形成曲面或双曲面的形状,从而实现整个膜结构的稳定性。
膜结构的搭建过程需要考虑材料的选择、结构的设计和施工的实施等因素。
首先,根据实际情况选择适合的膜材料,考虑到使用环境、荷载要求和耐久性等因素。
其次,根据膜结构的形状和尺寸,设计合理的支撑结构,使膜材料能够承受荷载并保持形状稳定。
最后,根据设计方案进行施工,将膜材料张拉在支撑结构上,形成整个膜结构。
膜结构具有许多优点。
首先,膜结构的重量轻,相比于传统的混凝土或钢结构,可以减少大量的材料消耗,降低建筑物的自重。
其次,膜结构的形状灵活多样,可以根据需要设计出各种曲线、曲面或双曲面的形状,增加建筑物的美观性。
此外,膜结构还可以透光透气,提供良好的采光和通风效果,使室内空间更加舒适。
膜结构在建筑领域得到广泛应用。
在大型体育场馆、展览馆和会议中心等场所中,膜结构被用于搭建屋顶和覆盖物,可以提供大跨度的无柱空间,使人们可以在室内进行各种活动。
此外,膜结构还可以用于建筑物的外墙和遮阳设施,起到保护和装饰的作用。
在航空航天领域,膜结构被用于搭建飞艇和宇航器的外壳,具有轻巧和耐久的特点。
除了建筑和航空航天领域,膜结构还可以应用于防水和防腐保护等方面。
膜材料具有良好的防水性能,可以用于建筑物的屋面和外墙,防止雨水渗透。
此外,膜结构还可以用于液体或气体的贮存和输送,在化工和环保领域发挥重要作用。
膜结构作为一种特殊的结构形式,具有许多优点和应用价值。
随着科学技术的不断发展和创新,膜结构将会有更广泛的应用前景。
通过不断改进材料和设计,提高膜结构的强度和稳定性,可以使其在更多的领域发挥作用,为人们的生活和工作带来便利和美好。
膜结构介绍
膜结构知识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、易于、使用安全等优点,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、人口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
张拉膜结构的概念设计只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。
对于张拉膜结构,任何附加的支撑和修饰都是多余的,其结构本身就是造型;换句话说,不符合结构的造型是不可能的,因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。
张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的完美结合。
张拉膜结构的基本组成单元通常有:膜材、索与支承结构(桅杆、拱或其他刚性构件)。
膜材一种新兴的建筑材料,已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。
膜材本身不能受压也不能抗弯,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。
此外,要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。
传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载,从而获得最小内力增长的。
当膜结构在平衡位置附近出现变形时,可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一个是由材料应变引起的。
通常几何刚度要比弹性刚度大得多,所以要使每一个膜片具有良好的刚度,就应尽量形成负高斯曲面,即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。
“高点”通常是由桅杆来提供的,也许是由于这个原因,有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构(suspens ion membrane)。
索作为膜材的弹性边界,将膜材划分为一系列膜片,从而减小了膜材的自由支承长度,使薄膜表面更易形成较大的曲率。
有文献指出,膜材的自由支承长度不宜超过15米,且单片膜的覆盖面积不宜大于50 0平米。
此外,索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑,从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。
膜结构方案
膜结构方案1. 简介膜结构是现代建筑中常见的一种轻质薄构造。
其由薄膜材料组成,形成了柔性的曲线表面。
膜结构方案广泛应用于体育场馆、展览馆和会议中心等大型建筑中,因其轻巧、易于安装和创造性的设计而备受青睐。
本文将介绍膜结构方案的优势、常见的膜材料、设计考虑因素以及实施步骤,以帮助读者更好地了解和应用膜结构方案。
2. 优势膜结构方案具有以下几个优势:2.1 轻巧灵活膜结构采用了轻质材料,如聚酯纤维或聚氯乙烯(PVC),因此整体结构非常轻巧。
薄膜材料的灵活性意味着可以创造出各种曲线和形状,使建筑物在视觉上更具吸引力。
2.2 快速安装相比传统的建筑结构,膜结构的安装速度更快。
膜材料可以在工厂预制,然后运送到工地进行安装。
这种快速安装的特点使得工程时间大大缩短,减少了项目成本。
2.3 可持续性膜结构方案可以设计成可持续的建筑形式。
薄膜材料可以通过选用可回收材料和可再利用的构件来实现可持续发展目标。
此外,膜结构还可以与太阳能电池板等可再生能源技术相结合,提高能源效率,减少对传统能源的依赖。
3. 常见的膜材料膜结构方案所采用的膜材料通常有以下几种:3.1 PVC聚氯乙烯(PVC)是一种常见的膜材料,具有较低的成本和良好的可塑性。
PVC膜可以通过热焊接技术实现不同形状的连接,同时还具有防紫外线和耐候性能。
然而,PVC膜的可持续性较差,因为其制造和处理过程中可能会释放有害物质。
3.2 PTFE聚四氟乙烯(PTFE)是一种具有良好耐候性和耐腐蚀性质的膜材料。
它可以在广泛的温度范围内保持稳定性,并且具有较长的使用寿命。
PTFE膜的透光性能较好,可模拟自然光线,使建筑内部更加明亮。
3.3 ETFE聚四氟乙烯乙烯基(ETFE)是另一种常用的膜材料。
与PVC和PTFE相比,ETFE具有较高的透明性,可以实现更好的光线传递效果。
ETFE膜还具有自洁能力和抗化学品性能,使其在使用和维护方面具有优势。
4. 设计考虑因素在进行膜结构方案设计时,需要考虑以下因素:4.1 风力荷载膜结构的设计必须考虑到风力荷载。
张拉体结构
张拉体结构张拉体结构是一种新型的结构形式,利用张拉杆件对结构体系进行悬挂和张紧,能够有效应对大跨度、大跨度的结构设计,具有较高的经济性和美观性。
下面将通过介绍其原理、特点、设计和施工等方面来对张拉体结构进行详细说明。
一、原理:张拉体结构的主要原理是利用吊装锚固装置固定张拉杆件,通过张拉杆件的受力传递,将结构体系保持在稳定的状态下。
张拉杆件的张力大小由预应力调整装置进行控制,保证结构的稳定性和均衡性。
二、特点:1. 大跨度、大空间:张拉体结构能够应对较大跨度和空间,根据实际需要可以实现任意形态和规模的建筑设计。
2. 轻质化:张拉体结构采用轻质材料,可以减少结构自重,降低建筑物负荷,提高整体结构的强度和稳定性。
3. 强度高:张拉杆件采用高强度材料制成,能够承受较大的张拉力,并能够保持结构稳定。
4. 施工快速:张拉体结构采用预制构件,可以在工厂中进行加工制作,直接进行运输和安装,加快了施工速度。
5. 美观性:张拉体结构可以设计出各种美观的形态和线条,给人一种轻盈、动感的感觉。
三、设计:1. 设计荷载:首先需要确定设计荷载,包括永久荷载、活动荷载和风荷载等,根据不同的建筑类型和功能确定合理的设计荷载。
2. 受力分析:根据设计荷载的大小和作用位置,进行受力分析,确定结构的强度和稳定性。
3. 材料选择:根据受力分析的结果,选择适当的材料,包括张拉杆件、锚固装置和预应力调整装置等。
4. 结构设计:进行结构的整体设计,包括张拉杆件的布置、预应力调整装置的位置和数量等。
5. 结构优化:根据实际需要和经济性要求,进行结构的优化设计,使得结构更加经济、合理。
四、施工:1. 钢结构制作:首先进行钢结构的制作,包括预制构件的加工、焊接和喷漆等工艺。
2. 安装吊装锚固装置:在悬挂位置设置吊装锚固装置,固定钢桁架和张拉杆件。
3. 张拉杆件的张紧:通过预应力调整装置,调整张拉杆件的张力大小,保证结构的稳定性。
4. 完成结构安装:根据设计要求,完成整个结构体系的安装和调整,确保结构的整体性和稳定性。
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。
张拉膜结构的概述以及张拉膜结构具有哪些特性?
张拉膜结构的概述及张拉膜结构具有哪些特性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。
1、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。
2、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。
3、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。
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。
4、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。
张拉膜施工方案设计
张拉膜施工方案设计一、施工前准备1.确定施工地点及要求:根据需要张拉膜的建筑结构设计方案,确认施工地点和要求,包括地形地貌、周边环境等。
2.现场勘测和技术分析:对施工地点进行现场勘测,了解地形、土质、地下管道等情况,进行技术分析并制定施工方案。
3.确定张拉膜材料:根据建筑设计要求和施工地点特点,选择适合的张拉膜材料,包括膜材质、颜色、厚度等。
二、施工步骤1.地基处理:根据现场勘测结果,对施工地点的地基进行处理,包括地面平整、清理、填土等工作,确保施工基础的平整度和承载能力。
2.钢结构搭设:根据建筑设计方案,搭设钢结构支架,以支撑张拉膜。
确保支架的牢固稳定,以及张拉膜的预留张力空间。
3.张拉膜安装:根据设计要求,将张拉膜进行预制或现场加工,然后进行安装,包括固定边缘、中心等部分,并保持张拉膜的平整度和紧张度。
三、材料选择1.膜材:张拉膜的膜材通常采用PVC、PTFE、ETFE等材料,具有轻质、耐候、防水等特点。
根据实际需要选择合适的膜材,考虑材料的抗拉强度、耐候性等性能。
2.钢结构:张拉膜的钢结构通常采用镀锌钢管、钢板等材料,具有强度高、抗腐蚀等特点。
根据建筑设计方案和施工要求选择合适的钢结构材料。
3.固定件:张拉膜的固定件通常采用不锈钢、铝合金等材料,具有抗腐蚀、耐久性好等特点。
根据张拉膜的设计要求选择合适的固定件材料和型号。
四、设备使用1.张拉膜张力调整设备:根据实际需要,选择合适的张拉膜张力调整设备,包括手动或电动的拉力器、张力计等。
确保张拉膜的张力达到设计要求。
2.安装工具:包括电钻、螺丝刀、焊接设备等,用于安装和固定钢结构、固定件等。
3.安全设备:包括安全帽、安全绳、防护网等,用于施工过程中的安全保护。
综上所述,张拉膜施工方案设计是一个综合性工程,需要考虑到施工前准备、施工步骤、材料选择和设备使用等方面的因素。
只有在科学合理的设计下,才能确保施工质量和建筑结构的稳定可靠。
pvdf张拉膜结构
pvdf张拉膜结构
PVDF张拉膜结构是一种由聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,简称PVDF)薄膜制成的张拉结构。
PVDF是一种具有优异耐候性、耐化学性和良好机械性能的高分子材料。
PVDF张拉膜结构通常由PVDF薄膜和支撑系统组成。
PVDF 薄膜在张拉时形成拉伸状态,通过张拉力与支撑系统之间的相互作用实现牢固固定。
薄膜的张拉状态使得整个结构具有较高的刚度和稳定性,能够抵抗风力和其他外部力的影响。
PVDF张拉膜结构的优点包括:
1. 良好的透光性:PVDF薄膜本身具有良好的透光性,能够充分利用自然光线,使结构内部充满柔和的自然光。
2. 耐候性好:PVDF材料具有优异的耐候性,可以在严酷的户外环境下长时间使用而不会发生褪色、老化等问题。
3. 抗腐蚀性好:PVDF材料耐化学性能良好,能够有效抵抗酸碱腐蚀、大气污染物等的侵蚀。
4. 灵活性好:PVDF薄膜具有一定的可延展性,能够根据需要制作出不同形状和曲面结构,具有较高的设计自由度。
5. 轻质化:PVDF张拉膜结构自身重量很轻,不需要过多的支撑结构,减轻了整体结构的重量和造价。
PVDF张拉膜结构广泛应用于建筑、体育场馆、会展中心等场所的屋顶遮阳、外墙装饰等领域,逐渐成为现代建筑领域的一种独特的建筑结构形式。
张拉膜施工方案范文
张拉膜施工方案范文张拉膜是一种以高强度聚合物薄膜为基材的建筑材料,具有轻量、透光、耐候性好等特点,广泛应用于建筑物、体育馆、停车棚等领域。
下面是一份张拉膜施工方案,详细介绍了施工过程及注意事项。
一、施工前准备1.确定设计方案:根据项目要求和设计方案,制定合理的施工步骤和安全措施。
2.采购材料:根据设计方案的要求,准备好所需的张拉膜材料、支撑结构和辅助材料。
3.制定施工计划:根据项目的时间要求,合理安排施工进度,确保施工顺利进行。
二、支撑结构搭设1.地基处理:对于需要进行地基处理的项目,根据设计方案进行地基施工,确保地基的稳固性。
2.搭设支撑结构:根据设计方案搭设支撑结构,确保结构的稳定性和承重能力。
三、张拉膜制作1.制作张拉膜片:根据设计方案和相关要求,对张拉膜进行裁剪、焊接等工艺处理,制作出符合尺寸和形状要求的张拉膜片。
2.盖片处理:对张拉膜的边缘进行处理,以增强其耐候性和强度。
3.张拉膜固定:根据设计方案,将张拉膜片固定在支撑结构上,使用专用工具和方法进行张拉。
四、安装和调整1.吊装张拉膜:根据设计方案和施工计划,使用吊车、塔吊等机械设备将张拉膜片吊装到支撑结构上。
2.张拉膜调整:根据设计方案和张拉膜的实际情况,采用张拉工具进行张拉调整,使张拉膜表面达到设计要求的形状和张力。
3.固定张拉膜:在张拉膜张拉调整完成后,使用专用固定件将张拉膜固定在支撑结构上,确保张拉膜的稳固性和承重能力。
4.安装辅助设备:根据需要,安装相关的辅助设备,如通风设备、灯具等。
五、验收和维护1.验收:根据设计方案和相关规范,进行对张拉膜的验收,包括外观质量、张力均匀性、平面度等。
2.维护:定期检查和维护张拉膜,如清洁灰尘、修补破损等。
3.安全措施:在整个施工过程中,要做好安全防护工作,确保工人的人身安全。
总结:张拉膜施工方案包括施工前准备、支撑结构搭设、张拉膜制作、安装和调整、验收和维护等多个环节。
在施工过程中,需要严格按照设计方案和相关规范进行操作,确保施工质量和安全。
张拉膜技术要求
张拉膜技术要求1.1膜材采用《膜结构技术规程》CECS158:2004中代号为GT的E级内膜材料,其基布为玻璃纤维基布,涂层为聚四氟乙烯的PTFE。
内膜材料的技术性能:1)张拉膜必需是在使用丝径在3.30~4.05Um范围内B纱的所织成的玻璃纤维布,再在其基础上进行PTFE硅涂层加工而生产出的产品。
2)用于织成玻璃纤维布的B纱必须是适合进行PTFE硅树脂等合金涂层加工的最优质产品。
3)玻璃纤维布必须是以稳定的张力织成,并能确保最终产品在经纬方向上具有安定的伸缩特性。
4)玻璃纤维布必须经纬向的抗拉强度保持一致。
5)玻璃纤维布必须具有足够的宽度,以适合本工程张拉膜的制造。
1.3涂层加工硅树脂等合金的质量1)为了保护玻璃纤维布免于风雨、紫外线的侵蚀和破坏,PTFE树脂必须经过调整,应有耐候性,耐腐性等,适用于张拉膜的制造,能够两面均等涂层。
2)为了张拉膜能在构造上具有耐磨损性,并对太阳透过的热量进行控制,PTFE硅树脂必须加入添加剂,但添加剂的含量不得超过涂层树脂总量的2.0% 3)为了使张拉膜更容易进行热熔接合加工,张拉膜粘结出的表面必须使用FEP硅树脂合金进行涂层,FEP应有足够的厚度。
4)张拉膜同一批产品的颜色必须保持一致,并保证经过不同程度的暴晒后的颜色变化也应保持一致,不能发生颜色深浅不同的变化。
14张拉膜的质量1)由PTFE硅树脂合金涂层的玻璃纤维布所制成的张拉膜,为了使保持最适合的机械强度,必须对玻璃纤维布进行清洁及表面处理。
2)为防止使张拉膜表面产生裂纹及针孔,应对玻璃纤维布进行充分的PTFE硅涂层。
3)为了防止风雨对张拉膜的侵蚀,必须对玻璃纤维布进行充分的PTFE硅树脂合金涂层,保证足够的涂层厚度。
15加工及安装要求1)膜材表面应无明显的褶皱及污渍,不应出现断丝、裂痕和破损等,色泽应无明显的差异,各项尺寸(热合缝尺寸),偏差不应大于±2mm2)膜制成品应无孔洞、无破损及擦伤、无纤维外露、无不可消除的褶皱及明显污损。
张拉体结构
张拉体结构张拉体结构是一种兼具美观和结构性能优良的建筑结构形式。
在张拉体结构中,利用张拉力将钢索、钢带或者钢管等材料固定在构件上,形成预应力,使结构具有较高的刚度和承载能力。
这种结构形式被广泛应用于大跨度的建筑结构中。
一、张拉体结构的优势1. 大跨度:张拉体结构可以实现大跨度的建筑设计,因为预应力可以提供足够的承载能力,减小结构的跨中挠度,从而扩大了结构的跨度范围。
2. 轻质化:张拉体结构采用轻质材料,如钢索、钢带等,相比于传统的钢筋混凝土结构,可以减小结构的自重,降低地基要求,从而减少了建筑成本。
3. 施工方便:在张拉体结构中,预应力来自张拉力,可以通过调整张拉力的大小和方向来实现结构的设计要求。
同时,张拉体结构的施工过程简单,可以提前完成钢索的预应力作用,减少工地现场施工的时间。
4. 美观性:张拉体结构的建筑形态多样,可以呈现出流线型、雕塑式的外观,具有艺术价值。
同时,预应力带来的张拉力可以使结构更加紧凑,不容易产生裂缝,提高了结构的美观性。
5. 可持续发展:张拉体结构采用轻质材料,可以减少原材料的使用量,从而降低了能源消耗和环境污染。
而且,张拉体结构模块化方法可以减少建筑垃圾的产生,适合可持续发展的建筑理念。
二、张拉体结构的应用领域1. 体育场馆:由于张拉体结构具有大跨度和灵活的设计特点,因此在体育场馆的建筑中非常常见。
例如,鸟巢体育馆和水立方都采用了张拉体结构。
2. 展览中心:展览中心通常需要大空间来展示各种展览品,这就要求结构具有大跨度。
张拉体结构可以满足这一需求,并且可以创造出独特的建筑形象。
3. 交通枢纽:由于交通枢纽的功能复杂,需要满足多样化的设计要求,张拉体结构可以提供灵活的设计方案,满足不同的使用要求。
4. 文化建筑:文化建筑通常呈现出艺术性和独特性,而张拉体结构具有雕塑式的外观特点,能够为文化建筑增添艺术氛围。
5. 桥梁:张拉体结构在桥梁中的应用也非常广泛。
张拉体结构可以提供足够的强度和刚度,同时又可以满足较大跨度的设计需求。
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景观张拉膜结构的材料特性与概念设计南京师范大学美术学院09环艺陈骋12090750张拉膜结构,英文(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,无强反差的著光面与阴影的区分,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。
建成於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。
膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质的微粒极难附著与渗透,经雨水的冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性。
“只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。
对于张拉膜结构,任何附加的支撑和修饰都是多余的,其结构本身就是造型;换句话说,不符合结构的造型是不可能的,因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。
张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的完美结合。
张拉膜结构的基本组成单元通常有:膜材、索与支承结构(桅杆、拱或其他刚性构件)。
要了解张拉膜,就首先了解一下膜材与膜结构。
膜材一种新兴的建筑材料,已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。
膜材本身受压不大,抗弯也不是很好,所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。
此外,要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。
传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载,从而获得最小内力增长的。
同时膜材又是一种耐用、高强度的涂层织物,由织物和涂层复合而成,具有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好的特点。
对自然光有反射、吸收和透射能力,它不燃、难燃或阻燃,具有良好的耐久、防火、气密等特性;表面经过氟素处理的膜材抗老化性好,具有较好的自洁性能。
1、建筑造型优美:膜结构建筑是21 世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。
它打破了纯直线建筑形式的模式,以其独有的优美曲面造型,简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合,呈现给人以耳目一新的感受,同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。
2、具有良好的透光性与自洁性:膜材料表面采用PVDF(聚偏二氟乙烯)涂层,具有较好的隔热性能,对太阳热能可反射掉70%,膜材本身吸收了17%,传热仅13%,而透光率却有20%,自洁性能很好。
经过10 年的太阳光直接照射,其辉度仍能保留70%。
3、能覆盖大跨度空间:膜结构中所使用的膜材料每平方米重量仅有一公斤左右,由于自重轻,加上钢索、钢结构高强度材料的采用,与受力体系简洁合理——力大部分以轴力传递,故使膜结构能跨越大空间而形成开阔的无柱大跨度结构体系4、防火性与抗震性: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。
5、施式周期短:膜材裁剪、拼合成形及骨架的钢结构、钢索均在工厂加工制作,现场仅需组装,施工简便,故施工周期比传统建筑短。
6、应用领域广泛。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式,它以性能优良的织物为材料,或是向膜内充气,由空气压力支撑膜面,或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。
自从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。
膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案。
成为化纤纺织品应用的一个重要领域。
下面就要开始关于张拉膜结构整体结构的介绍。
“张拉整体”(Tensegrity)概念是美国著名建筑师富勒(R.B.Fuller)的发明,这旨“张拉”(tensile)和“整体”(integrity)的缩合。
一社概念的产生受到了大自然的启发。
富勒认为宇宙的运行是按照张拉一只析原理进行的,即万有引力是一个平衡的张力网,而各个星球是这个网中的一个个孤立点。
按照这个思想张拉整体结构可定义为一组不连续的受压构件与一套连续的受拉单元组成的自支承、自应力的空间网格结构。
这种结构的刚度由受拉和受压单元之间的平衡预应力提供,在施加预应力之前,结构几乎没有刚度,并且初始预应力的大小对结构的外形和结构的刚度起着决定性作用。
由于张拉整体结构固有的符合自然规律的特点,最在限度地利用了材料和截面的特性,可以用尽量少的钢材建造超大跨度建筑。
对于张拉整体结构的研究开始于40多年前,从最初的设想到工程实践大约经历了以下几个阶段:想象和几何学、拓扑和图形分析、力学分析及试验研究。
其中力学分析包括找形、自就历程准则、工作机理工科稳步力作用下的性能等。
张拉整体结构的几何形状同时依赖于构件的初始几何形状、关联结构(拓扑)及形成一定刚度的自应力的存在。
另外这种结构在外力作用下的变形(与自应力的效果不同)也提出了其它结构问题,首先它属于临界类体系,结构在外荷载过程中刚度不断发生变化,传力途径也就随之改变;其次这种结构只能在考虑了几何非线性甚至材料非线性时才能分析。
张拉膜结构的设计。
由于其自身的特点不同于一般传统结构形式,技术上必须经过如下四个步骤:1 建筑方案设计(Architecture design),建筑师根据业主的意图、功能要求、环境条件等初步确定建筑的平面形状尺寸、空间形式及三维造型、净空体量等,基本确定各控制点的坐标。
考虑经济和施工工艺等技术条件,与膜结构工程师、业主及施工技术人员等一起确定经济合理的初步设计方案。
2 找形分析(Form-finding),预应力值及对于索膜结构而言,在没有施加预应力之前,是没有结构刚度的,也就是说膜结构任何时候不存在无应力状态。
由于膜材料本身没有抗弯刚度,其曲面形状与预应力值的大小和分布是一一对应的,因此在控制点坐标确定后,给定一合理的预应力值及其分布,才能确定合适的膜曲面形状。
预应力值的大小与分布是需根据多方面的条件进行反复调整后综合确定的,这个过程叫做找形分析。
此过程与方案设计过程往往密不可分,往往需反复调整方可即满足建筑形状的要求又保证结构的经济合理及安全可靠。
3 荷载分析(Load-analysis),膜结构的控制荷载通常是风载和雪载。
在荷载作用下膜结构的变形较大,因此精确计算结构的变形和应力分布要用几何非线性的方法进行。
根据不同工况下计算出的索、膜、梁、杆等结构构件中的内力分布的最不利节点做法及构造措施等。
因此,经济安全的索膜建筑必须经过仔细的内力分析后才能完成,不是凭经验拍脑袋就能确定得了的。
荷载分析的另一目的是检验确定索、膜中初始预应力,一般来说在找形分析时先根据经验假定一预应力值及其分布,然后经荷载分析来判定其合理性,即预应力的大小与分布应使在最不利工况下必须满足使用要求、整体和局部位移要求及排水功能等要求。
4 剪裁分析(Patterning or Cutting),剪裁分析就是在预应力状态下的曲面形体上寻求合理的裁剪线位置及其分布,然后按照一定的方法将三维曲面展开为二维平面。
为物尽其用,一般要按照膜材料幅宽进行裁剪,但要兼顾到膜曲面曲率变化情况。
由于膜材料具有双向异性性质,故裁剪线的布置要与计算时所设定的膜材经纬向一致,才能保证计算结果与实际相符。
膜材料的裁剪下料通常是在无应力状态下进行的,如何在预应力的形体上进行无应力状态下的裁剪分析,国内外学者都已进行了较为深入的研究,提出了诸如几何法、最小二乘法、动态规划法与平面热应力原理相结合的有限单元法等多种方法。
张拉膜安装施工的方案结构施工。
首先是现场拼装前的准备工作,第一在第一节准备发运前一周将工厂自备的工具设备运输到现场,并实现水通、电通、路通。
第二是将同车运到的配套胎架划线、定位、复验并焊接固定。
其次是构件现场验收依据设计图纸和有关规范、构件进入安装现场后,应对其标记、数量、外观质量进行仔细检查,并做好检查验收记录。
对不合格的构件,决不允许验收和进入安装工序。
构件临时堆放。
构件进场验收合格后,应选择平实较高的地段作为临时堆放的场地。
放置构件时,在下面垫上足够数量的垫木,以防产生变形。
构件要分类堆放,以便于查找。
构件的二次倒运。
把构件由堆放场地向拼装场地进行二次倒运时,要选择合理的吊点并采取必要的措施,以免损伤或损坏构件。
再者安装工艺方案,地面工作平台进行现场安装的工作。
第一各构件或组件在安装前,要对其标记、几何尺寸、安装孔距等进行认真的检查,确认无误后,方可安装;第二校核测量预埋件的埋设精度是否与设计图纸一致;第三将配套胎架和临时吊装支架吊装上楼顶并配置到位;第四将桅杆分段及其它散件用汽车吊吊上;第五在安装好桅杆上的膜张紧装置后刚性连接牢固;第六将中间的与桅杆相连的桅杆和临时吊装支架安装到位,然后将其它两道横向桁架拼装成型,用临时支架固定在各自的预定位置;第七从中部开始向两边,逐次将纵向架安装到位并点焊定位。
在精确测量位置、形状、相对距离等参数无误后进行定位焊接;第八待全部焊接工作结束24小时后,进行整个构架的完工测量并向甲方监理人员报检。
第二大块涂装工艺,本工程采用新型特种防腐涂料——无溶剂液体环氧重防腐涂料。
无溶剂液体环氧重防腐涂料除具有溶剂型环氧煤沥表优良的抗微生物腐蚀,优异的化学稳定性外,具有以下突出特性:第一良好抗渗透性,吸水率极低;第二粘结强度大,耐阴极剥离性能优异;第三施工中无溶剂挥发,有效消除针孔弊病;第四一次成膜厚,施工效率高;第五涂料为非易燃、易爆品,施工安全卫生。
为了缩短施工周期。
采用钢桁架加工厂进行整体涂装,运输、安装完毕后在进行补漆。
1、除锈要求为了获得良好的漆膜保护性能和表面处理效果,焊接后先行做以下工作:(1).金属表面应无油污,喷砂除锈表面应达到Sa2.5级,锚纹深度50μm左右;若限于条件,也可手工除锈,但必须达到St3级。
清除钢铁面灰尘。
混凝土表面应用钢丝刷处理,要求达到无粉尘、无油污、无水分、无碱性。
修补咬边,清除焊接飞溅、焊渣。
(2).切割边、钻孔、冲孔的尖锐棱角打磨,圆角半径≥2mm。
(3).切割边、钻孔、冲孔的尖锐棱角打磨,圆角半径≥2mm。
(4).塔架表面应无凸起、无孔洞、无压痕,适于喷漆。
(5).喷砂处理前钢材表面的油污和其他污物清理干净。