膜结构膜材:ETFE
由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生料直接制成。ETFE不仅具有优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性,而且机械强度高,加工性能好。ETFE膜材的应用在很多方面可以取代其他产品而表现出强大的优势和市场前景。这种膜材透光性特别好,号称“软玻璃”,质量轻,膜结构建筑安装,只有同等大小玻璃的1%;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强,熔融温度高达200℃;可有效的利用自然光,节约能源;良好的声学性能。自清洁功能使表面不易沾污,且雨水冲刷即可带走沾污的少量污物,膜结构建筑设计,清洁周期大约为5年。另外,曲靖膜结构建筑,ETFE膜可在现成预制成薄膜气泡,方便施工和维修。ETFE也有不足,如外界环境容易损坏材料而造成漏气,维护费用高等,但是随着大型体育馆、游客场所、候机大厅等的建设,ETFE更突显自己的优势。生产这种膜材的公司很少,只有ASAHI(日本旭硝子)(AGC)、德国科威尔等少数几家公司可以提供ETFE膜材,这种膜材的研发和应用在国外发达国家也不过十几年的历史。
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膜结构设计:测地线裁剪法
裁剪分析与找形技术的产生及发展过程较为相似,都是从测量实物模型开始的,对于简单规则的可展曲面,可直接利用几何方法将其展开。现代概念上的裁剪分析,主要还是依赖于计算机技术的发展而发展的。在此过程中,膜结构建筑公司,产生了许多方法,如测地线法、有限元法、优化分析法,等等。下面介绍被广泛应用的测地线法(GeodesicLineMethod)。
测地线又称短程线,是大地测量学的概念,其通常被理解为:经过曲面上两点并存在于曲面上的较短的曲线。所以用测地线作裁剪分析,就是以测地线来剖分空间膜面。这样做的好处是热合缝较短、用料较省,但热合缝的分布及材料经、纬方向的考虑不易把握。
求曲面上的测地线的问题,实际上是一个求曲面上两点间曲线长度之泛函较值的问题。由于膜结构几何外形的新奇多变,也就无法得到曲面上两点间曲线长度的泛函的显式,所以通常是求较值确定测地线上的若干点,再用线性插值的方法求中间点,从而求得测地线。
有了测地线就可以确定裁剪线:直接以测地线为裁剪线或从一条测地线向另一条测地线作垂线,以垂线中点的连线作为裁剪线。
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膜结构建筑特点
膜结构建筑是用轻质高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面、可承受一定荷载、能够覆盖大空间的结构形式。由于充分发挥了材料抗拉强度高的特性,使得膜结构建筑具有以下优点:
1.1 跨度大
据有关资料推测,跨度越大的建筑,采用膜结构越能体现其经济性。目前充气结构建筑的无内柱空间路度可做到200m以上。
1.2 结构重量轻
膜材本身质轻,支承膜材的钢杆、钢架与钢索比相应的钢筋混凝土也减轻不少重量。1970年日本大阪世界博览会中的美国馆,屋面重量每平方米仅1122kg。
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