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              發布時間:2021-01-08 14:03  

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              膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式,膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。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,國外的生產廠家也不多。

              膜結構是建筑結構中新發展起來的一種形式,自從1970年代以來, 膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中。

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              膜結構工程實例

              目前國內膜結構發展振奮人心,隨著一些大型體育館、候機大廳等建設以及2010年上海世博會和廣州亞運會等國際盛會的舉辦,為中國膜結構的發展帶來了機遇和挑戰。尤其在膜材方面,中國起步晚,技術水平低,大部分膜材還主要依靠進口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市場的主流,應用比較廣泛。中國已有PTFE膜材的自主知識產權,性能也基本達到國外同類產品的要求。很多公司、科研單位以及高校都在進行PVC表面涂層材料的研究,如PVDF、納米TiO2表涂劑等的研究已初見成效,另外在表面防污自潔處理方面的研究如仿生荷葉構筑微粗糙表面也開始起步。中國已有PTFE膜材的自主知識產權,性能也基本達到國外同類產品的要求。在引進世界的生產設備和工藝技術的同時,加緊消化吸收并改進創新,盡快開發適合中國市場需求的膜材表面處理技術,對提升中國整個產業用紡織品產品檔次和市場競爭力都具有重要意義。









              膜結構工程

              用于膜結構建筑中的膜材是一種具有強度,柔韌性好的薄膜材料,是由纖維編織成織物基材,在其基材兩面以樹脂為涂層材所加工固定而成的材料,中心的織物基材分為聚酯纖維及玻璃纖維,而作為涂層材使用的樹脂有聚樹脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯樹脂(PTFE),在力學上織物基材及涂層材分別具有影響下列的功能性質。織物基材——抗拉強度,抗撕裂強度,耐熱性,耐久性,防火性。涂 層 材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。膜結構是建筑結構中新發展起來的一種形式,自從1970年代以來,膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中。








              膜結構設計步驟

              常用的計算機找形方法:

              (2)動力松弛法

              動力松弛法(DynamicRelaxationMethod)是一種專門求解非線性系統平衡狀態的數值方法,他可以從任意假定的不平衡狀態開始迭代得到平衡狀態,早將這種方法用于索網結構的是Day和Bunce,而Barnes則成功地應用于膜結構的找形。   力密度法只是從空間上將膜離散化,而動力松弛法從空間和時間兩方面將膜結構體系離散化。空間上的離散化是將結構體系離散為單元和結點,并假定其質量集中于結點上。時間上的離散化,是針對結點的振動過程而言的。在許多國家舉辦奧運會、世博會的場館建設中,膜結構以其絢麗的色極和豐富的造型贏得了人們關注、認同。初始

              狀態的結點在激振力作用下開始振動,這時跟蹤體系的動能;當體系的動能達到極值時,將結點速度設置為零,跟蹤過程重新開始,直到不平衡力為,達到新的平衡為止。

              動力松弛法大特點是迭代過程中不需要形成剛度矩陣,節約了剛度矩陣的形成和分解時間,并可在計算過程中修改結構的拓撲和邊界條件,該方法用于求解給定邊界條件下的平衡曲面。其缺點是迭代步驟往往很多。用動力松弛法找形的軟件有英國InTENS、新加坡WinFabric、英國Suface等。其造型自由、輕巧、柔美,充滿力量感,節能、使用安全等優點,因而使它在世界各地受到廣泛應用,膜結構建筑作為新的建筑形式于本世紀五十年代在國際上開始出現,至今已有四十多年的歷史,特別是到了七十年代以后膜結構的應用得到了迅速發展。









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