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膜結(jié)構(gòu)設(shè)計
膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括體形設(shè)計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設(shè)計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量,確定各控制點的坐標、結(jié)構(gòu)形式,選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度,景觀膜結(jié)構(gòu)工程,抗剪強度很差,因此其剛度和穩(wěn)定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高,對膜結(jié)構(gòu)而言,任何時候不存在無應力狀態(tài),因此膜曲面形狀終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡,并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。
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膜結(jié)構(gòu)特性
2、 透光性:透光性是現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)被廣泛認可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度,這對于建筑節(jié)能十分重要。對于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用,膜材透光性可為建筑設(shè)計提供更大的美學創(chuàng)作空間。夜晚,透光性將膜結(jié)構(gòu)變成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基層纖維、涂層及其顏色所決定的。標準膜材的光譜透射比在10%~20%之間,有的膜材的光譜透射比可以達到40%,而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調(diào)節(jié)。
通過膜材和透光保溫材料的適當組合,可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個百分點,膜屋面對于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的,具有輕型屋面的觀感。
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膜結(jié)構(gòu)工程實例
2008年竣工的北京奧運會場館“鳥巢”和“水立方”膜結(jié)構(gòu)采用ETFE膜材,是目前國內(nèi)很大的ETFE膜材結(jié)構(gòu)建筑,膜材采用進口產(chǎn)品?!傍B巢”采用雙層膜結(jié)構(gòu),外層用ETFE防雨雪,內(nèi)層用PTFE達到保溫、防結(jié)露、隔音和光效的目的?!八⒎健辈捎秒p層ETFE充氣膜結(jié)構(gòu),共1437塊氣枕,每一塊都好像一個“水泡泡”,氣枕可以通過控制充氣量的多少,對遮光度和透光性進行調(diào)節(jié),有效地利用自然光,節(jié)省能源,并且具有良好的保溫隔熱、回聲,為運動員和觀眾提供溫馨,安逸的環(huán)境。
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