膜结构出入口为什么这么受欢迎?
膜结构出入口是由多种强度高的膜材料和加固构件组成的,通过一些方式在其内部产生预张应力,从而形成空间形状。它是20世纪中期发展起来的一种新建筑结构,是一种能够覆盖结构并承受外荷载的空间结构。
膜结构中使用的膜材料由两部分组成:基材和涂层。张拉膜结构由柱和钢架支撑或钢索张力形成,其外观很美观和灵敏。
基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要为PVC和PTFE。常用的膜材料是涂有PVC的聚酯纤维和涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维。PVC材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、蠕变大、自清洁性差,但是价格便宜、易于加工制造、颜色丰富、抗折性好。为了提高膜结构出入口的性能,可在其表面涂覆一层PTFE涂层,以提高其抗老化和自清洁能力,其使用时间可达15年左右。
膜结构的设计主要包括主体形状设计、初始平衡形状分析、荷载分析和切割分析。通过形状设计,确定建筑平面的外形尺寸、三维形状、净空体积,确定各控制点的坐标和施工方法,选择膜材料和施工方案。初始平衡剖面分析称为找形分析。由于膜材料本身没有压缩和弯曲刚度,其抗剪强度也很差,因此其刚度和稳定性需要通过膜表面的曲率变化和其中的预张应力来提高。对于膜结构出入口而言,任何时候都不存在无应力状态。膜表面的形状须满足边界条件和预应力条件下的机械平衡,在此基础上应停止荷载分析和切割分析。
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