建筑结构选型10－膜.ppt

1、薄膜结构薄膜结构：以性能优良的柔软织物为材料；可以是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，也可以利用柔软性拉索结构或刚性的支撑结构将薄膜绷紧或撑起；形成具有一定刚度、能覆盖大跨度空间的结构体系。属于张拉结构。最近几十年得到了较大的发展，较多地应用于体育建筑、展览中心、商场、仓库、交通服务设施等建筑中。薄膜结构是一种古老的结构型式，在自然界与日常生活中有许多实例，如水泡、气球、橡皮艇、伞、帆、帐篷等。薄膜结构的特点膜结构的最大特点之一就是它形状的多样性，曲面存在着无限的可能性。找形1 造型飘逸美观 膜结构建筑造型优美，风格各异，生动活泼，飘逸自然，刚柔并济。膜结构建筑融技术、艺术、自然美于一体，每一个

2、膜结构建筑都是一道亮丽的风景线。受力性能好、自重轻、抗震性能佳 膜材只承受沿膜面的张力，可以充分发挥材料的受拉性能。膜材自重仅为钢结构的1/8,混凝土的1/40，可用来建造大跨度建筑。若采用拉力薄膜结构、充气薄膜结构的屋盖，自重约为0.020.15kN/m2，仅为传统大跨建筑屋盖的1/10-1/30，是跨度重量比最大的一种结构。由于自重轻，对地震反应很小；由于是柔性结构，具有良好的变形能力，易于耗散地震能量；另外，即使薄膜结构破坏，不会造成人员伤害，也不会造成支承结构或下部承重结构的连锁性破坏。制作方便、施工速度快、造价经济 薄膜材料轻质、柔软，可在工厂裁剪、制作、打包成卷运往工地，搬运容易。

3、现场组装工作量较少，几乎不用脚手架，大大地缩短了建造时间。工程总造价可降低1520，建造工期可缩短1/2-1/4。防火、防潮、自洁、透光性 膜材经过特殊表面涂层(惰性元素材料)处理后，不吸水、不受潮、抗磨损、完全自洁 (下雨时可将膜材表面污物自行冲洗干净)，防火阻燃，安装后无需任何维护，常看常新。膜材是半透明的织物，透光率一般可达4%-16%，能满足大跨度建筑平时使用的采光要求，白天几乎不需人工照明。节能。薄膜结构可解决一些社会性、商业性、政治性难题 自然灾害发生时，人们居住和物品储存 战争时，充气坦克、房屋迷惑敌人，将士的帐篷等 自动充气气囊的保护作用 混凝土薄壳的模具等主要缺点主要缺点：耐

4、久性较差 荷载作用下，会产生大变形，局部破坏可能造成整个结构的破坏 薄膜结构分类薄膜结构分类充气薄膜结构 气压式、气承式、混合式-区别主要在于其静态工作原理、结构和使用特点。张拉薄膜结构骨架支撑薄膜结构气压式薄膜结构是在若干充气肋或充气被的密闭空间内保持空气压力，以保证其支承能力的结构。其原理与轮胎相似。气肋式用加压充气管组成框架以支撑防风挡雨的受拉薄膜。小跨度。气被式在双层薄膜间充入空气，双层薄膜用线或隔膜连接起来。跨度大于前者。气压式薄膜结构的承载能力依赖于薄膜构架的结构型式、薄膜材料的特性及薄膜内的气压。优点：使用空间内无需创造剩余压力，空间自由开放，建筑造型灵活多样。结构隔热性好。缺点

5、：跨度受限制，对材料的强度、气密性等质量要求高，造价较高（比气承式膜结构高23倍）工程实用 不多。气承式膜结构是靠不断向壳体内鼓风，在较高的室内气压作用下使其自行撑起，以承受自重和外荷载的结构。工作原理同热气球。室内外气压差一般为100300N/m2，相当于1层与7层楼的气压差。优点：建造速度快、结构简单、使用安全可靠、价格低廉，跨度可很大。缺点：需不停送风、周边处理及出入口设计复杂混合式薄膜结构一、将气压式与气承式混合二、充气结构与其它传统结构相结合张拉式薄膜结构通过钢索与膜材共同受力形成稳定曲面来覆盖建筑空间，膜体既是建筑的围护材料，又作为结构受力构件来抵抗外部荷载效应。它是膜结构建筑的代

6、表和精华，极富表现力，结构性能强，结构建筑筑形象具有可塑性，结构型式高度灵活，适应性强，但造价稍高，施工精度要求也高。骨架支撑薄膜结构通过自身稳定的骨架体系支撑膜体来覆盖建筑空间，骨架体系决定建筑形体，膜体不参与结构受力，仅为覆盖物。该类膜结构建筑，骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，充分发挥了不同材料的特性，但膜体本身的强大结构作用发挥不足，有人将其称之为二次重复结构。骨架方式与架式结构建筑张拉方式的结合运用，常可取得更富于变化的建筑效果，造价低于张拉式。薄膜结构材料结构建筑中最常用的膜材料主要为，PTFE膜材料和PVC膜材料。PTFE膜材料是指在极细的玻璃纤维（3微米）编织成的基布上涂上PTF

7、E（聚四氟乙烯）树脂而形成的复合材料。PVC膜材料是指在聚酯纤维编织的基布上涂上PVC（聚氟乙烯）树脂而形成的复合材料PTFE强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，而且不受紫外光的影响，其使用寿命在20年以上。具有高透光性，透光率为13%，并且透过膜材料的光线是自然散漫光，不会产生阴影，也不会发生眩光。对太阳能的反射率为73%，所以热吸收量很少。即使在夏季炎热的日光的照射下室内也不会受太大影响。正是因为这种划时代性的膜材料的发明，才使膜结构建筑从人们想象中的帐篷或临时性建筑发展成现代化的永久性建筑。PVCPVC膜材料的强度及防火性与PTFE相比具有一定差距，PVC膜材料的使用年限一般在7到15

8、年。为了解决PVC膜材料的自洁性问题，通常在PVC涂层上再涂上PVDF（聚偏氟乙酸树脂）称为PVDF膜材料。另一种涂有Tio2（二氧化钛）的PVC膜材料，具有极高的自洁性。膜结构节点缝合节点是最古老的膜节点连接方法。缝合节点是最经济和最安全的膜节点。缝线类型、缝线列数和缝脚形式决定了缝合节点的类型。缝合节点一般用于不能采用焊接连接的膜材中，如棉织物或氟塑料织物或膜面荷载较小的膜结构中。缝合节点根据缝线类型的不同一般分为平缝、折缝、双层折缝三种。焊接节点常用的焊接方法有热汽焊、加热单元焊和高频焊三种。焊接节点的宽度可以根据实际应力情况予以调整，从而更有效和安全地传递荷载。焊接节点还具有较好的防水性能、较小的膜片间延性差异和较简便可靠的施工方法。粘结节点对于强度不高或现场修补的连接，以及无法施焊的材料并且缝合比粘接要昂贵的无涂层织物，可以采用粘接节点。粘接节点的工作量比缝合和焊接都要大。粘接节点可以采用搭接、单层覆盖膜片或双层覆盖膜片的方法实施。