北京体育PTFE膜结构案例
张拉膜结构是通过拉力控制系统向建筑膜结构,便室内外保持一定的拉力差,膜体受到力,并产生一定的预张拉力,以保证体系的刚度。自动调节系统,来不断地调整拉力,以适应外部荷载的变化。
膜结构是向单个膜构建,使其保持足够的拉力,多个膜构件进行组合形成一定形状的一个整体受力体系,这种结构对膜材自身的拉力性要求很高,或需不断地向膜结构构件。
张拉式膜结构是现代膜结构建筑的重要组成部分,膜面一般为负高斯曲面,因此,安体形丰富、自然流畅、曲面柔美,倍受建筑师们的青睐。但这种结构体系受力分析复杂,对施工精度要求高,因此,其设计计算、加工制作工艺难度都较大。
骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架体系(一般是钢桁架体系、网架结构、索网结构或张拉整体体系)与膜材料共同组成一个结构受力体系。应该体系施工与常规结构相似(除索网或张拉整体体系等的自身施工外),较易被工程界理解和接受,但为了让膜具有一定的刚度,骨架体系提供给膜的支撑系统一般要有一定的曲度,并应设置向膜中施加预应力的机构。
注意起吊过程中控制各吊点的上升速度和距离,确保膜面的传力均匀。张拉成型是膜结构工程施工的重要环节,当支承结构为刚性边界时,预应力的施加应通过的构造来实施。对于柔性边界,可通过调整撑杆的位置来调节预应力的大小。建筑师根据业主的意图、功能要求、环境条件等初步确定建筑的平面形状尺寸、空间形式及三维造型、净空体量等,基本确定各控制点的坐标。考虑经济和施工工艺等技术条件,与膜结构工程师、业主及施工技术人员等确定经济合理的初步设计方案。
覆盖大跨度空间膜结构中所使用的膜材料每平方壹公斤左右,由于自重轻,加上钢索、钢结构高强度材料的采用,与受力体系简洁合理——力大部分以轴力传递,故使膜结构适合跨越大空间而形成开阔的无柱大跨度结构体系。防火性与抗震性沈阳膜结构建筑所采用的膜材具有的阻燃性和耐高温性,故能很好的满足防火要求。由于结构自重轻,又为柔性结构且有较大变形能力,故抗震性能好。工期短:膜材裁剪。拼合成型及骨架的钢结构、钢索均在工厂加工制作,现场只需组装,施工简便,故施工周期比传统建筑短。
建筑膜材料的透光性,约7%至20%的透光率白天没有人工照明,完够满足各种体育比赛和其他活动的需要;膜材料的光折射率超过70 %阳光,室内柔和的散光,给人以舒适,梦幻般的感觉。膜材料的组成和分类通俗地讲,膜材就是氟塑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。常用的氟素材料涂层有PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVC(聚氯乙烯)等。织物布基主要用聚酯长丝(涤纶PES)和玻璃纤维有两种。