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行业新闻

什么是膜结构设计、膜材的使用范畴

发布时间:2022-12-01 14:54:14作者:景秀浏览量:545

       膜结构设计以及它的使用范畴有哪些,首先要了解其基本概念,在膜的设计中要考虑的内容包括:膜材选择、膜材与建筑造型、荷载、节点构造以及施工工艺。 目前国内常见的膜材有聚酯纤维与聚丙烯两种,根据工程需求选择合适的膜材。例如目前在商业广场应用广泛、采光要求高,建筑造型美观时尚等特点,选用 PTFE作为膜材料;而在大型工业建筑中,则选用聚乙烯(PE)为膜材材料。 对于钢结构设计中所涉及到的膜材荷载在工程中不能直接套用的问题,则需要进行适当的处理。膜结构最重要的部分是膜基与混凝土(或钢索)间相互咬合的部分,在设计时应考虑节点处连接构造。


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(图)景区膜结构舞台设计效果图


       1、膜结构在工程上是指以薄膜作为主要承重构件的一种具有大跨度空间的可移动结构体系。它是一种特殊的空间结构形式,因其具有独特的外形和丰富的造型变化而受到广泛关注。 


       2、膜材料在设计中需满足以下基本要求:(1)抗拉强度必须满足要求;(2)抗张拉强度及挠度应大于允许值;(3)表面不能出现明显的裂纹和较大面积腐蚀。对于复杂形状或大跨度空间,需考虑膜面形变、膜材变形等对其强度、刚度及稳定性等方面的影响,进行合理的有限元分析计算。 


       3、在膜结构设计中一般需要考虑以下因素:(1)自重;(2)张拉应力;(3)风荷载,其中风是主要荷载,考虑风荷载对膜构件影响时需进行风荷载模型计算;(4)环境荷载:除考虑温度和湿度外还应考虑大气压力的影响;(5)地震作用,膜材本身强度低,需对相应构件进行加强设计。 


       4、对于实际工程中遇到的问题:如果采用钢支撑系统,必须确保钢支撑能承受大跨度空间所产生的全部荷载;如有风荷载,需计算风吹压力;如果采用钢膜结构体系,要考虑风荷载和张拉应力对钢膜结构力学性能影响;对于特殊空间形态,需对膜结构进行有限元分析计算与实体模型试验验证。 


       5、对于大型钢/膜材建筑设计工程,需要在满足设计条件下通过有限元法分析计算得到膜材和钢支架系统最大可能工作范围(抗拉强度极限状态范围、允许工作范围、风载及荷载下的屈曲载荷等)。如无此极限状态区域或荷载不大时则无需考虑风-水-雪荷载条件下的膜材张拉应力与风荷载共同作用问题;而当膜材处于较大应力状态时则需考虑膜材局部屈曲现象。