膜結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、膜結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法,用分項系數(shù)的設(shè)計表達式進行計算。
二、膜結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級、使用年限、使用功能、結(jié)構(gòu)跨度、防火要求、地區(qū)自然條件及膜材的耐用年限等要求進行膜材選用。
三、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)荷載、支承條件、制作加工、施工工況及其它特殊條件進行。
四、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容包括形狀設(shè)計、荷載分析、裁剪設(shè)計、配件設(shè)計、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計。
五、對膜結(jié)構(gòu)的形狀設(shè)計、荷載分析、裁剪設(shè)計,應(yīng)在考慮施工過程的基礎(chǔ)上進行一體化的設(shè)計。
六、膜材只能承受拉力,不能承受壓力和彎矩。
七、膜面的大主應(yīng)力應(yīng)小于膜材的強度設(shè)計值,在荷載長期作用下,小主應(yīng)力應(yīng)大于等于維持其初始平衡形狀的應(yīng)力值。
八、膜結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計時,應(yīng)考慮膜材的松弛、徐變、老化。
九、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)考慮使用階段膜材替換對整體結(jié)構(gòu)的影響。
十、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮膜材破壞時,支承結(jié)構(gòu)仍應(yīng)保持自身的強度、剛度及穩(wěn)定性。
這種膜材開發(fā)和應(yīng)用得比較早,通常規(guī)定PVC涂層在玻璃纖維織物經(jīng)緯線交點上的厚度不能少于0.2mm,一般涂層不會太厚,達到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能,涂層時常常加入一些光、熱穩(wěn)定劑,淺色透明產(chǎn)品宜加一定量的紫外吸收劑,深色產(chǎn)品常加炭黑做穩(wěn)定劑。另外對PVC的表面處理還有很多方法,可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧,用云母或石英來防止表面發(fā)粘和沾污。
合成橡膠(如丁腈橡膠,氯丁橡膠)韌性好,對陽光、臭氧、熱老化穩(wěn)定,具有的耐磨損性、耐化學(xué)性和阻燃性,可達到半透明狀態(tài),但由于容易發(fā)黃,故一般用于深色涂層。膨化PTFE建筑膜材。由膨化PTFE纖維織成的基布兩面貼上氟樹脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。由于它的造價太高,一般的建筑考慮到成本和性能兩方面,很少選用這種膜材,目前國外的生產(chǎn)廠家也不多。
張拉膜結(jié)構(gòu)自身重量很輕,僅為鋼結(jié)構(gòu)的1/5,混凝土結(jié)構(gòu)的1/40;因此膜結(jié)構(gòu)對地震力有良好的適應(yīng)性,而對風(fēng)的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測資料尚少,故對膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計通常采用安全系數(shù)法。
目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)有PVC涂層聚酯織物,但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求,作為建筑用的性材料尚需進一步提高。據(jù)悉近有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物,外觀與性能都大有改進。
為了迎接新世紀的來臨,人們試圖采用各種方式表示慶賀,建造一座建筑物不但以其形體引人注目,而且將作為標志性建筑而長久地存在。在全世界眾多的紀念性建筑中,英國所建造的千年穹頂(Millennium Dome)尤為。當(dāng)2000年子夜的鐘聲敲響時,在倫敦泰晤士河畔五彩繽紛焰火的照耀下,千年穹頂以它銀白色的圓頂迎接新的千禧年。這座直徑 320m、以 12根高山100m的桅桿所支承的圓球形屋頂采用了張力膜結(jié)構(gòu)。正是這座穹頂集中體現(xiàn)了20世紀建筑技術(shù)的精華,用它來迎接新世紀,的確是再恰當(dāng)不過了。