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膜結(jié)構(gòu)??21世紀(jì)的寵兒

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:10 [收藏]

    簡介：中國現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了西方國家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來，在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開始工程規(guī)模不大，但已逐漸擴(kuò)展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國外，但預(yù)計(jì)會(huì)有更多的工程依靠自己的力量來完成。
    關(guān)鍵字：膜結(jié)構(gòu),玻璃纖維,規(guī)模
    大阪萬國博覽會(huì)中的美國館采用不著氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)。這個(gè)擬橢圓、軸線尺寸為140m*83.5m的展覽館是世界上第一個(gè)大跨度的膜結(jié)構(gòu)，而且是首次采用了聚氯乙烯（PVC）涂層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)，大阪萬國博物會(huì)的展覽館標(biāo)志著膜結(jié)構(gòu)時(shí)代的開始。從自以后，膜結(jié)構(gòu)在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說，美國寵提亞克的“銀色穹頂”氣承式空氣膜結(jié)構(gòu)的平面有234.9m*183m，開始采用聚氯乙烯（PVC）涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說，沙特阿拉伯吉大機(jī)場大廳的懸掛膜結(jié)構(gòu)占地42萬平方米。作為膜結(jié)構(gòu)的一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運(yùn)會(huì)的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣，例如1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)的“佐治亞穹頂”，擬橢圓形的尺寸達(dá)240m*193m。為了慶祝新千年的到來，英國在倫敦建成了直徑達(dá)320m的“千氣穹頂”。整個(gè)展覽大廳總面積為8萬平方米。覆蓋其上的是72塊聚氯乙烯（PVC）涂層的玻璃纖維織物板，千年穹頂以其獨(dú)特的膜結(jié)構(gòu)，顯示了當(dāng)今建筑技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平。
    　　中國現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了西方國家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來，在膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開始工程規(guī)模不大，但已逐漸擴(kuò)展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國外，但預(yù)計(jì)會(huì)有更多的工程依靠自己的力量來完成。

    　　1）膜材

    　　膜結(jié)構(gòu)只有在材料問題行到解決之后才得以大量推廣應(yīng)用，因此關(guān)鍵問題是要提供滿足功能要求、耐久性好與經(jīng)濟(jì)的膜材。用于膜結(jié)構(gòu)有二種主要建筑織物，即涂敷聚四氟乙烯（PTFE）的玻璃纖維織物和涂敷聚氯乙烯（PVC）的聚脂織物。PTFE玻璃纖維織物具有強(qiáng)度高、半透明、耐火不燃以及自潔性好的特點(diǎn)。雖然材料的保證年限是25年，但按照實(shí)際使用的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際使用壽命將會(huì)更長。玻璃纖維膜材的唯一缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。PVC聚脂織物與玻璃纖維織物相比，其強(qiáng)度等性能稍差，使用年限也較短，但價(jià)格卻很便宜，大約在1/5左右。為了改進(jìn)其性能可在涂層外再加一層面層，聚氟乙烯（PVF）或聚偏氟乙烯（PVDF）。這種面層能保護(hù)織物抵搞紫外線的侵蝕，并改進(jìn)其自潔性。

    　　目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)PVC 涂層的聚脂織物，但其性能尚未完全達(dá)到建筑織物的要求，作為建筑用的永久性材料尚需進(jìn)一步提高。最近有些公司正在試制PVC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(jìn)。

    　　2）發(fā)展前景

    　　從多年國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力，必將是21世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。預(yù)計(jì)最能發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的應(yīng)用領(lǐng)域有：

    　　1，需要自然采光的公共建筑，如體育館、訓(xùn)練房、展覽廳等，膜材的透性能很好地解決采光問題，又可節(jié)約能源，并給人以生種處于大自然環(huán)境中的感覺。

    　　2，輕而而美觀的膜結(jié)構(gòu)用于敞開或半敞開建筑物的遮蔽屋蓋尤為適宜。近年業(yè)在足球、田徑等比賽的體育場中，越來越多的看挑篷采用膜結(jié)構(gòu)。國外很多露天劇院的舞臺(tái)、博覽會(huì)的展覽館也都以膜材作為頂蓋。在我國廣大地區(qū)的農(nóng)貿(mào)市場也可大力推廣膜結(jié)構(gòu)。

    　　3，各種類型的生產(chǎn)廠房與倉庫，其尺寸都比較規(guī)則，因而可有用膜結(jié)構(gòu)并加以定型化、商品化。這種建筑有運(yùn)輸、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)，對于緊急救災(zāi)或?yàn)?zāi)后重建也十分有用。

    　　4，在改造原有建筑物時(shí)，膜結(jié)構(gòu)的自重輕是很大的優(yōu)點(diǎn)，可以用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屋蓋。它也可用來連接毗鄰的房屋，例如在商場、廣場、校園中，這將有效地?cái)U(kuò)大其建筑空間。

    　　中國膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展規(guī)模是十分鼓舞人心的，從1995年開始，當(dāng)年只造了一個(gè)面積為3300平方米的膜結(jié)構(gòu)。從1996年到2001年，六年內(nèi)建造的膜結(jié)構(gòu)估計(jì)達(dá)370，000平方米。由于一些大型體育場的建成，膜結(jié)構(gòu)的建設(shè)以平均每年20%的速度增長。2003年建造的膜結(jié)構(gòu)約為180，000平方米。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)第一次用于上海體育場時(shí)，恐怕有很少會(huì)看到這在推動(dòng)膜結(jié)構(gòu)發(fā)展的潛力。此后，膜材被用在大小不等的體育場篷蓋上，并占據(jù)了膜結(jié)構(gòu)相當(dāng)大的份額。廣州新白云機(jī)場候機(jī)樓采用了膜材作為屋蓋的一部分，就有巨大的58，000平方米面積。候機(jī)大樓很可能有心為膜結(jié)構(gòu)的另一個(gè)潛在應(yīng)用對象，因此有理由預(yù)測中國的膜結(jié)構(gòu)將繼續(xù)以每年15%-20%的速度增長。

    　　展望未來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的增長和文化生活的不斷豐富，將建造更多的具有新穎功能、形式多新的建筑。例如，北京將舉力2008年奧運(yùn)會(huì)，按照規(guī)劃需要32體育場館，其中19個(gè)是新建的。正在規(guī)劃的奧林匹克公園將包括國家體育場、國家體育館、國家游泳中心、國際展覽中心等項(xiàng)目。此外，2010年的世界博覽會(huì)將在上海舉行，各種類型的展覽館將由世界各國來建設(shè)。大部分工程項(xiàng)目將實(shí)行國際招際，這必將吸引不少國外的設(shè)計(jì)、咨詢與施工單位來參與，無疑這會(huì)給中國不定期來新的概念和先進(jìn)的技術(shù)。由于膜結(jié)構(gòu)所獨(dú)有的特點(diǎn)，它將會(huì)以更大的規(guī)模增長。通過其發(fā)展，中國與世界的交流和合作也將不斷壯大。

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