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膜结构——21世纪的宠儿(1)

注册结构工程师   点击:次   发布时间:2006-9-30   【字体: 】   来源:Gzu521.com
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大阪万国博览会中的美国馆采用不着气承式空气膜结构。这个拟椭圆、轴线尺寸为140m*83.5m的展览馆是世界上第一个大跨度的膜结构,而且是首次采用了聚氯乙烯(pvc)涂层的玻璃纤维织物。作为一种真正的现代工程结构,大阪万国博物会的展览馆标志着膜结构时代的开始。从自以后,膜结构在世界范围内得到了迅猛的发展。从跨度来说,美国宠提亚克的“银色穹顶”气承式空气膜结构的平面有234.9m*183m,开始采用聚氯乙烯(pvc)涂层的玻璃纤维织物,类似的大型体育馆在北美就建了九座。从面积来说,沙特阿拉伯吉大机场大厅的悬挂膜结构占地42万平方米。作为膜结构的一种新形式,索穹顶于1988年首先用在汉城奥运会的体操馆与击剑馆,其后又在一些体育建筑中得到推广,例如1996年亚特兰大奥运会的“佐治亚穹顶”,拟椭圆形的尺寸达240m*193m.为了庆祝新千年的到来,英国在伦敦建成了直径达320m的“千气穹顶”。整个展览大厅总面积为8万平方米。覆盖其上的是72块聚氯乙烯(pvc)涂层的玻璃纤维织物板,千年穹顶以其独特的膜结构,显示了当今建筑技术与材料科学的发展水平。

  中国现代空间结构的发展受到了西方国家先进技术的影响。近几年来,在膜结构应用上显示了活跃的趋势。虽然一开始工程规模不大,但已逐渐扩展到更大的面积和跨度。所采用的技术与材料在某种程度上还要依靠国外,但预计会有更多的工程依靠自己的力量来完成。

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  膜结构只有在材料问题行到解决之后才得以大量推广应用,因此关键问题是要提供满足功能要求、耐久性好与经济的膜材。用于膜结构有二种主要建筑织物,即涂敷聚四氟乙烯(ptfe)的玻璃纤维织物和涂敷聚氯乙烯(pvc)的聚脂织物。ptfe玻璃纤维织物具有强度高、半透明、耐火不燃以及自洁性好的特点。虽然材料的保证年限是25年,但按照实际使用的经验,实际使用寿命将会更长。玻璃纤维膜材的唯一缺点是价格较贵。pvc聚脂织物与玻璃纤维织物相比,其强度等性能稍差,使用年限也较短,但价格却很便宜,大约在1/5左右。为了改进其性能可在涂层外再加一层面层,聚氟乙烯(pvf)或聚偏氟乙烯(pvdf)。这种面层能保护织物抵搞紫外线的侵蚀,并改进其自洁性。

  目前国内有好多厂家都能生产pvc 涂层的聚脂织物,但其性能尚未完全达到建筑织物的要求,作为建筑用的永久性材料尚需进一步提高。最近有些公司正在试制pvc面层的聚酯织物和ptfe玻璃纤维织物,外观与性能都大有改进。

  2)发展前景

  从多年国内外的实践经验来看,膜结构具有强大的生命力,必将是21世纪建筑结构发展的主流。预计最能发挥膜结构优势的应用领域有:

  1,需要自然采光的公共建筑,如体育馆、训练房、展览厅等,膜材的透性能很好地解决采光问题,又可节约能源,并给人以生种处于大自然环境中的感觉。

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