膜结构建筑一种采用新型材料的全新结构形式

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我国内地自上世纪 70 年代以来 , 一些科研、设计单位与高等院校便开始对膜结构进行研究。一些关键设计技术如膜 结构的找形分析、荷载分析、裁剪分析等的研究也获得了一定进展 , 为我国膜结构的开发、应用建立了一定的技术储备。基于此， 本文主要对膜结构建筑的特点及应用展望进行分析探讨。
【关键词】膜结构建筑；特点；应用展望 中图分类号 ：TU382 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009-4563（2019）05-0023-01 膜结构建筑是近年来发展起来的一种采用新型材料的全新结 构形式 , 它有着深远的开发前景和应用价值。目前 , 膜结构建筑在 国内几乎还是未开垦挖掘的领域 , 尚处于小范围的试验阶段。但 随着我国经济实力的增强 , 新工艺、新材料、新设备的出现 , 膜 结构建筑发展潜力巨大 , 将成为空间结构的发展主流。 1. 膜结构建筑特点 膜结构建筑的开发与应用 , 可以减少对钢材、木材、混凝土 等传统材料的依赖，特别是在建筑幕墙、采光顶、大跨度雨棚等 构造中的应用，膜结构为面板提供了新的选择，不在局限于传统 的玻璃、金属面板及石材 , 为建筑带来一场新的革命。不仅如此 , 膜结构建筑还具有很多优点 : 1.1 跨度较大 1985 年日本建造的国际体育博览会网球场 , 高 15m, 跨度 45.2m; 同年加拿大建造的卡尔加里体育馆 , 高 36.5m, 跨度 112m, 建筑面积 11150m2; 美国亚特兰大建造的佐治亚体育馆 , 长轴为 235m, 短轴为 186m, 总高为 79.24m，我国建成的国家游泳中心长 宽高分别为 177m ×177m ×30m。据有关资料推测 , 跨度越大的 建筑 , 采用膜结构越能体现其经济性。 1.2 结构重量轻 膜材本身质轻 , 以目前最常见的 250 微米 ETFE 膜材为例， 其重量仅为 437g/m2, 支承膜材的钢杆、钢架与钢索比相应的钢筋 混凝土也减轻不少重量。1970 年日本大阪世界博览会中的美国馆 , 屋面重量每 m2 仅 1.22kg。 1.3 施工方便 膜材可以在工厂预制成卷材成品 , 与钢材一样便于工业化生 产 , 便于运输安装 , 施工时也不需搭建脚手架 , 工期较短。我国建 成的国家游泳中心，除了地面其他 5 面均为 ETFE 气枕膜结构， 膜结构面积超过 5 万平方米，其膜结构安装完成仅仅历时 5 个月， 现在世界上一些大型的膜结构建筑 , 只需几个月就能完工。 1.4 造型美观 膜结构建筑由于膜材形状可以任意选择，完全释放了对其支 撑结构造型的束缚，其造型极为丰富 , 它具有一般建筑无法比拟 的表现力 , 加上膜材的颜色可以任意选择 , 更加强了艺术感染力。 1.5 费用低 膜材本身就是装修材料 , 可减少建筑物二次装修费用 ; 而且 膜结构建筑屋面的膜材透光性好 , 能透过大量柔和的自然光 , 另 外气膜结构由于其中有较厚的充气层，在保证采光的同时有着较 好的保温隔热和吸声隔音效果，可降低白天的照明费用及整个建 筑的供热与空调费用。 2. 膜结构的设计与施工 膜结构建筑的结构计算通常由计算机完成 , 其复杂型体的整 体空间作用和繁杂的抗风计算是从事一般建筑结构设计的工程师 难以完成的。国外各大从事膜结构建筑设计和安装的专业公司 , 都各自开发了大型的专业软件 , 但为了控制市场都严格保密。