武漢萬(wàn)達(dá)源膜結(jié)構(gòu)工程有限公司是一家集膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造、施工安裝于一體的高新技術(shù)工程企業(yè)。系統(tǒng)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)膜結(jié)構(gòu)建筑技術(shù),對(duì)膜結(jié)構(gòu)工程整體設(shè)計(jì)、規(guī)劃、理論分析、鋼結(jié)構(gòu)分析建造等等,是國(guó)內(nèi)規(guī)模龐大的膜結(jié)構(gòu)工程公司
框式膜結(jié)構(gòu)中膜面僅僅起到對(duì)框架結(jié)構(gòu)的維護(hù)作用,框架結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu),也可以是各類(lèi)索結(jié)構(gòu)。
膜結(jié)構(gòu)的典型形狀
膜結(jié)構(gòu)的形態(tài)是多種多樣的。從其基本構(gòu)成來(lái)看,絕大多數(shù)是由鞍形、傘形、拱支式和脊谷式這四種基本形狀演變而來(lái)的。深入剖析這四種典型結(jié)構(gòu)形式的曲面構(gòu)成和力學(xué)特點(diǎn),有助于增進(jìn)對(duì)膜結(jié)構(gòu)中形與力的認(rèn)識(shí)。
鞍形(saddle shape)
鞍形曲面由四個(gè)不共面的角點(diǎn)和連接角點(diǎn)的邊緣構(gòu)件圍合而成,是典型的互反曲面形式。在這四個(gè)角點(diǎn)中,通常有兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)為高點(diǎn)(HP),另兩個(gè)為低點(diǎn)(LP)。鞍形膜結(jié)構(gòu)的邊緣構(gòu)件可以是混凝土梁或空間鋼桁架,即形成所謂的剛性邊界;也可以采用邊索,通過(guò)對(duì)其施加較大的預(yù)張力形成柔性邊界。由于柔性邊界可以較好地適應(yīng)膜面的變形,避免膜面在安裝和受荷過(guò)程中出現(xiàn)褶皺,因而較為常用。
對(duì)于菱形平面的鞍形膜結(jié)構(gòu),可定義兩對(duì)角點(diǎn)間的水平距離 L 為跨度,高點(diǎn)(或低點(diǎn))與跨中點(diǎn)間的高差f 為矢高,f / L為矢跨比(如圖 4b所示)。矢跨比是控制鞍形曲面形狀的重要參數(shù)。矢跨比越大,膜面曲率越大,結(jié)構(gòu)剛度就越好;通常矢跨比在 1/ 8~1/ 12之間。
鞍形膜結(jié)構(gòu)的適用跨度較小,一般多用于膜結(jié)構(gòu)小品中。
武漢萬(wàn)達(dá)源膜結(jié)構(gòu)工程有限公司是一家集膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研發(fā)、加工制造、施工安裝于一體的高新技術(shù)工程企業(yè)。系統(tǒng)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)膜結(jié)構(gòu)建筑技術(shù),對(duì)膜結(jié)構(gòu)工程整體設(shè)計(jì)、規(guī)劃、理論分析、鋼結(jié)構(gòu)分析建造等等,是國(guó)內(nèi)規(guī)模龐大的膜結(jié)構(gòu)工程公司
膜結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃規(guī)定
1、膜結(jié)構(gòu)的建筑外形除應(yīng)滿(mǎn)足建筑和規(guī)劃要求外,還應(yīng)通過(guò)膜結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)來(lái)確定。
2、應(yīng)根據(jù)建筑防火等級(jí)和防火要求來(lái)選擇膜材。
3、膜結(jié)構(gòu)建筑防火遮陽(yáng)傘設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ16)中的有關(guān)規(guī)定,設(shè)置煙霧探測(cè)裝置、火警報(bào)警裝置、消火栓及自動(dòng)噴淋設(shè)備等。
4、膜結(jié)構(gòu)的排水系統(tǒng)宜根據(jù)建筑形狀、結(jié)構(gòu)形體、制作安裝等條件進(jìn)行設(shè)計(jì),確保排水順暢和不形成積水。
5、膜結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑物的防水要求進(jìn)行節(jié)點(diǎn)防水的構(gòu)造設(shè)計(jì)。外露緊固件應(yīng)采用不銹鋼、鋁合金材料或鍍鋅鋼材。
6、膜片連接處應(yīng)保持高度水密性,應(yīng)進(jìn)行抗剝離測(cè)試。膜片宜呈瓦片狀排列,由高處膜片蓋住低處膜片。
7、膜結(jié)構(gòu)可能通過(guò)添加膜襯墊或保溫層改善結(jié)構(gòu)保溫隔熱要求,對(duì)有特殊保溫、隔熱要求的建筑,宜采用雙層膜材。
8、在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮膜材對(duì)建筑聲學(xué)環(huán)境的影響。
膜材的主要特征如下:
(1)拉伸性能
膜材的拉伸性能包括拉伸強(qiáng)度(TensionnStrength)、拉伸模量(ModulusofElasticity)和泊松比(Poisson1‘sRatio)三個(gè)力學(xué)指標(biāo)。膜材本身不能受壓也不能抗彎,但具有很高的拉伸強(qiáng)度,所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就必須引入預(yù)拉力、并形成互反曲面。通常膜材料的拉伸強(qiáng)度都可達(dá)100MPa以上。
模材應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是非線性的,一般采用切線模量作為彈性模量,膜材的彈性膜量約為鋼的1/3左右。膜材的泊松比,即橫向變形特征,約為0.2左右。由于膜是雙向受力結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)時(shí)必須以膜材的雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)確定膜的彈性膜量及泊松比。
(2)撕裂強(qiáng)度
膜材是張拉結(jié)構(gòu)材料,其撕裂破壞比受拉破壞要嚴(yán)重很多,所以撕裂強(qiáng)度和抗撕裂性能非常重要。PVC涂覆聚酯長(zhǎng)絲織物具有中等的撕裂強(qiáng)度,PTFE涂覆玻璃纖維的材料具有較高的撕裂強(qiáng)度。