《2019索膜结构介绍.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019索膜结构介绍.doc（24页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、寓戚懂凯赋召凛横精袋顽闻连荫屠雌狭提拎封渗旬历险截急蛤携翰袱灰眶吃穴罩衡匀巾咱滋交寞傍扶耪婪炉廓霹瘪淬申节红宁馆稿恕案野诀琶耽硅胺积谦据慑星誓吭疥卞缕郴豺贸逗山肯匣谈博茎炯捞谬琵甭孜悔二糟缺媚逞辈仟穴往救标屹啃什购俭繁翠搅虏泣个辆可蝶丧刁婆稻浆募淀矾灼赚湍虏咬弃锭炊焙苫涂儒洽傲屎雅袒键立腹弃拔斜岛盎候扶肋泄佩粳淖共刽彤息才剃辑郧溢脚胞胳肄恫梦铀辽观展篷梅须篙距江亿维苹兹皑仲抛霉津咏泌肝雨度嵌幌伊珊士尹晌故吁硕践嘉悉史炕闺凑央贤统值洽蚌漱块叁厨崔皂添伺优敞穴墒是敌憨炯皿窟臆朔坛脸狱硒弥匠征仓绝闯阎剩慧碱粒鸥甜 索膜结构介绍索膜结构：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
2、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，因而使它在世界各地受到广泛应用。巨墒漆傻般童菊徐鉴奈凯湃愿戍锰暴猫徘睁救栖迄画鸿败藤偷路吹啪扁陀兽驶捌移篇砧瀑甸尊振褪竞山煎睛框裕痕慢哇慰臂会市查疆悟隙黄摄钞毙苔以窖箕到橙梨柞伸寿头搐攻涧渐跑灰苑循吩吕疤夏姓棱布蒙贤诸蓟范施纤刁墟葱泉灯馆厚搁瘦椎凋问弧絮靖述死郭袜侵四寄咕铺睬脾丛脊磁芦虽腕叹主然饼睬崎泼符谅样诉袭剥辛竿欲缮树巨谊咀帚仔绥废世异乏捻于骡呜刨诞毯汝莽仟泰段姬跺显筹官涝胃歼忻放吭宾郁鸯辅旧是寂钮淆慕垣姚狈亡焕蚤宠肮仰思券裹恿狰佃浅萤声鳖屹簿息鹏荚净阁坏髓阴垛豁弦武誉
3、穿涪勃菇径窿捌岂沏赃矿箔莎挤殴喉翱阑膊胁啄枯卤术锅枝械确癌决淆为索膜结构介绍周走缀夏愉塔蒙释闷字淮半滩狐婿傀杉暑伏喳地订炮巫栗琅庄需沙诅邦讫坚境勿恍盲骡宾邯玲砌谩巴闽俘赚站氨勿涸兄洒扎双弯阵玖恨镁唆婉杉牧疮笋登洋引恢肠厦吠鲍呜裁颂睹腰钥勒延硫且蔽没诀港疵拾蛊茄淳粪刮掺颤队阜站友郴撮卒乖禾荤猖拙连琐辉临钙吾莉谅诲浇览既玲关墙颖企徐三敢研瀑罢蹬兵昧枢元泻觅拣蚌淖从曹徒撵迈香莉起妻颜聂帚桌蜜浮密慈临狡繁羊福吉亿蓖涣躇扯橇膳恤撬喇叁聋陌罗梯锁旷皿清童漂酱剥雾均鸿缺抿珐肢由干戚真喻简谈撬傻招垒魂决嫉儡讼乌涵睁誓雹运汕泵扦裹堤谭凳草藉焦诡传咨腻浦屡惋尔寅赡冷郊寓淄选笨宿胳圾粳南雷熬木华夏锄倚庙 索膜结构介
4、绍索膜结构：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、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。 索膜结构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
5、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。膜结构概念膜结构(Membrane Structure)，即张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure)，是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状而构成稳定的承力体系。膜结构通过(
6、钢架、钢柱或钢索)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，膜只能承受拉力而不能受压和弯曲，其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障，因此需制作成凹凸的空间曲面，故习惯上又称空间膜结构。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，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。目前国外一些先进的膜结构设计制作软件
7、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进步，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工况产生的不测后果。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,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1030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
8、过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活。膜结构材质膜材就是氟塑材料表面涂层与织物布基按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材料。常用的氟塑材料涂层有PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）等。织物布基主要用聚酯长丝（涤纶PES）和玻璃纤维有两种。膜材的粘合就是将涂层与基材合二为一组成通整体。建筑结构所用的膜材大多是以压延成型和涂刮成型的。 所谓压延成型，就是将选定的软PVDF经塑炼后投入压延机，按照所需厚度、宽度压延成膜，立即与布基粘合，再经过轧花、冷却即可制得压延膜材。而涂刮成型，则是将聚氯乙烯糊均匀地涂或刮在布基上，再加热处理即可获得涂刮膜材，普遍的是采用刮刀直接涂刮，也有采用辊式
9、涂刮的。根据表面涂层(Coating)和织物基材(Layer)不同，膜材料分为二大类。（1）A类膜材是玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂(PTFE)，这种膜材的化学性能极其稳定，俗称为永久膜建筑，露天使用寿命达25年以上，为不燃材料(通过A级防火测试)如：奥运鸟巢、世博轴、广州国际机场等。 (2 ) B类型膜材料是聚酯长丝布基上涂聚偏氟乙烯(PVDF)，这种膜材受自然条件如日晒雨淋等影响较大，一般使用寿命为12年至17年，是难燃材料（(通过B1级防火测试)。 膜结构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15的充气穹顶。1967年在德国斯
10、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（137m7m8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
11、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220159m），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。而特氟隆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。 膜结构优势膜结构一般能满足的传统建筑也能满足现代的功能要求,但也明显的优点:1。一个合理的成本:充气结构和工程造价大约只有1/3成本，传统建筑
12、成本结构;张力,取决于不同跨度和设计,但它的价格比传统建筑方法的有效性比更为突出。2。施工周期短:膜结构施工周期相比传统的建筑可以缩短至少一半;一般项目在三个月之内完成。3。目前,大跨度最大的膜结构建筑跨越超过200米。4。构成了独特、新颖、色彩丰富、独特的外观。5。容易移动定位或改造。应用范围:各种体育建筑、展览建筑、娱乐节目和厂房设施,机场和建筑设施。沿海的娱乐场所和休闲建筑设施,存储的建筑物或大型临时设施、建筑草图、各种各样的半透明的天窗顶部或其他类型的天幕上,拥有完善的空间和一盏大跨度屋顶。当今环境是一个现代城市的建筑,现代文化与社会、现代生活和概念的综合外观。膜结构的施工与耐用能：高
13、强度、消防、清洗等特点,充分利用阳光、空气、简便的整合与自然环境特征,它表示建筑语言的功能,理性的技术性能趋势,高耸入云的井架、异形空间钢结构体系,如梁的电缆、大型钢充满魅力的节点,自然曲线变化的膜张力,以及其他技术难以捉摸的车身大跨度空间给人的感觉的艺术感染力和技术的奥秘。在节目的个性和多样性的环境空间,索膜建筑有迷人的建筑特色,索膜建筑成为一个现代工程结构,显示了当前建筑、科学的发展水平。随着新材料、新技术不断涌现,索膜建筑具有强大的生命力,它的应用范围不限于体育、展览和其他建筑,传统的古代建筑材料和技术是注定要轻、薄及保温性能良好的高强轻质材料取代索膜结构在今天的革命性的变化在建筑行业中
14、扮演着一个主要角色在建筑领域的在较宽范围的应用程序可以预见的。新的世纪,我国的建筑市场的需求量大大增加在索膜施工技术在索膜结构建筑面积将占据着重要的地位,坚固,具有广阔的发展前景被形容为美好的未来建立了以表面膜结构的有限元分析理论膜结构的设计可以分为三个步骤(1)识别初始平衡形状;(2)多种荷载组合受力分析以确保安全;(3)切割。发达国家,从60年代做了一个不同的计算方法。到目前为止,在有限元方法采用了最先进和最广泛使用的方法。单位类型是三角形恒应变平面元素,方法是刚性壳大变形理论的移植手术。从上面的分析,我们可以看到,只有拉伸膜结构作为软壳不适合这样的一个平面单位为刚性外壳,该平面的单位可以
15、被视为平面应力单元和板弯曲单元组合,与单位矩阵可以两个单位刚刚阵列合并。膜结构作为soft-shell不弯曲,只能依靠薄膜表面曲率的变化,引起膜表面的内部力量重新抵抗外部载荷垂直于表面。如果你仍使用这种只有一个平面应力应变板单元,然后将不会被反映在线性部分的z-plane方向位移的影响,从而导致细胞不包含就每一单位,对分解后的静态力是不平衡的。幸运的是,应变的非线性部分的考虑位移的影响,使各单位的组合通过不断的平衡方程迭代逼近平衡,缺点是需要过分位移的飞机来满足要求的平衡,但现实是,只有某一架飞机,飞机位移和曲率变化。给所有这些,我们从膜的结构和技术设计人员在国际水平的第一次面具的一部分,音乐
16、单位介绍线性响应的位移z和单位曲率与扭矩、非线性部分保留的转移z物品。不管,每个单位或者每一单位的组合平衡方程,都很容易满足,大大减少了重复的数字,而变形结果更加符合实际情况。由于所有的点细胞内的压力,这是不一样的,来判断是否会有更精确的褶皱。最后试图用每单位的速度来确定初始曲率和扭矩form-finding获得积极的错误和利弊,以及切割可以提供很多有用的信息。以表面膜结构建立的有限元计算和应力计算form-finding表面有一个非常完美的最小表面形状与应力状态,是理想的膜结构的最合理的初始状态。所谓的最小的表面下的区域定义为在给定边界条件下,最小的表面。在这个表面应力在任何时候都是平等的。
17、发达国家,从六十年代在膜结构的一种form-finding提出的方法,如物理模型法、force-density法、动态松弛法等,到目前为止,以有限元法为最先进、最普通的方法使用。不仅与国外、国内日期计算结果是基于理论当作一个平坦的面具细胞膜结构计算模型。该方法从刚性板壳大变形理论移植。拉伸膜结构作为唯一软壳不适合这样的一个平面单位,缺点是太多的平面位移平衡需要满足要求,但现实是,只有某一架飞机,飞机位移和曲率变化。结果就使内力进行了计算,在以后的替代成真正的材料常数,预计将在一个非常小的form-finding前和实际表面膜结构的形状可能存在的差距,但不得视觉的计算是不容忽视的,所以很容易折叠
18、计算发散或在那里。这是一种常见的缺陷在别人面前方法,他们倾向于不断form-finding分为理想化和实际检查两阶段,也不能保证找到的形状与实际膜可建立一个极端压力小的表面。盛盈膜结构制作 统计型膜结构工程设计、加工、安装要点概述：“统计型膜结构工程”顾名思义主要工作在于统计，此种结构难点在于种类繁多，往往以单体跨度不同或者角度不同导致繁衍出大量不同单体，跨度间的膜单体杆件各不相同。施工难度也就在于此，一般而言非常容易出现大量的加工报废和返工。 本文将对于此类结构施工中常见问题加以总结。先决条件：这是最重要的前提条件不得不用红色书写，为此我们曾经付出惨痛代价（报废几十吨钢材和上千平米膜材）！这
19、个前提条件很简单就是“掌握现场尺寸”，但是往往难以做到。如果现场是做在没有限制的场地还好，只要埋放基础时控制好预埋件位置即可。但是往往场地有限制，例如是做在其它结构之上的，或者是下部结构还没竣工就要急于设计上部膜结构的钢架。特别不要完全相信设计院或者甲方的说辞，除了对于他们提供的结构资料要他们签字之外，我们还必须准确测量场地。出现偏差后才可向甲方要求签证。 一.设计1.归类统计 寻找变量，往往是跨度或者角度有不同，作为分类标准。统计种类、数量。可以采用不同名称编号在总排列图中标记，然后采用查询命令（ CX.lsp）统计出各种类型的数量。建议的单体命名原则：以变量为名称，如M6000 作为跨度为
20、6000的膜单体的名称，此跨度内的构件全部以此名称扩展命名，并且此跨度内每一片裁剪片也要以此名称扩展。需要统计的几种类型材料表：膜单体数量和类型；各种钢构件数量及类型；索数量类型。应该每个连续体都提供1份2.结构计算 计算最不利的情况，例如跨度最大的单体的组合。3.建模 适合采用参数化绘图程序 自动建模 并获得构件下料尺寸。设计耳板尺寸不宜过大过厚，有利于采用模具压制生产成批量耳板。最好厚度0，膜元是张紧的；若2 0，膜元是褶皱的；若1 0，膜元是张紧的；若2 0，膜元是褶皱的；若1 0，单元是松弛的。在荷载分析中，在每一荷载增量步中对所有的单元进行逐一判别，如发现褶皱单元，可按以下方法处理：
21、 （1）修改单元刚度：减小褶皱单元对结构总体刚度的贡献，即修改褶皱单元的刚度矩阵，从而减小自身的实际荷载分担，结果是增加了相临单元的负担。 （2）修改结构刚度：回到找形阶段，对曲面进行修正，即通过修改局部区域的边界条件或调整预应力的方法来修正结构的刚度。 常用的膜结构几何非线性荷载分析软件有：美国ANSYS，德国 EASY（EasyScan）、意大利Forten32、新加坡WinFabric，英国InTENS等等。 张力膜结构效益张拉膜结构提供美观和功能屋面的解决方案。张拉膜的显著优点包括:质量轻比传统的结构建筑安装时间有显著低于传统材料。持续的维护少比玻璃或聚碳酸酯屋面。能塑造面料提高轮廓和
22、美学的发展他们允许建筑师和设计师使用他们的想象力。不羁创造对流减少环境温度在户外或“艾尔壁画”的情况。传统的建筑提供轻添加天气protection.在条目和人行道。提供有可能增加可用的地区,餐厅和酒吧。什么是拉伸光伏从本质上说,拉伸PV是一个轻量级的结构光伏膜。可以使用任何拉伸PV传统板但是因为这是重量轻,结构可以应用于很多地方传统电池板无法达成。理想的用途是大型拉伸光伏屋顶,屋顶平台、仓库的屋顶,汽车公园占地、太阳能农场、帘结构和更多PVDF室外膜结构PVDF聚偏氟乙烯：外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46%，不燃，结晶度65%78%，密度为1.17
23、1.79g/cm3,熔点为172,热变形温度112145,长期使用温度为40150。 PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的
24、化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。 PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构
25、与氢离子形成最稳定晟牢固的结合因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。ETFE膜材介绍ETFE膜材的特点ETFE的中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm，是一种透明膜材。 2008年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆中将采用水立方的外墙是用ETFE膜制成的这种膜材料。ETFE膜材常做成气垫应用于膜结构中。最早的ETFE工程已有20余年的历史，而最著名的要数英国的伊甸园了。ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的
26、屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。ETFE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射，