膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來(lái)的一(yī)種新(xīn)型建築結構形式,膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一(yī)定方式使其内部産生(shēng)一(yī)定的預張應力以形成某種空間(jiān)形狀,作(zuò)為(wèi)覆蓋結構,并能(néng)承受一(yī)定的外荷載作(zuò)用的一(yī)種空間(jiān)結構形式。
膜結構是
建築結構中最新(xīn)發展起來(lái)的一(yī)種形式,自從1970年代以來(lái), 膜結構在國外已逐漸應用于
體(tǐ)育建築、商(shāng)場(chǎng)、展覽中心、交通服務(wù)設施等
大跨度建築中。
膜結構可分(fēn)為(wèi)充氣膜結構和張拉膜結構兩大類。充氣膜結構是靠室内不斷充氣,使室内外産生(shēng)一(yī)定壓力差(一(yī)般在10㎜~30㎜水柱之間(jiān)),室内外的壓力差使屋蓋膜布受到一(yī)定的向上(shàng)的浮力,從而實現(xiàn)較大的跨度。張拉膜結構則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型。
膜材分(fēn)類
A類
A類最好(hǎo)(hǎo),以玻璃纖維織物為(wèi)基材塗PTFE(永久膜材)而成;
B類
B類次之,以玻璃纖維織物為(wèi)基材塗PVC而成;
C類
C類是三類中最次的,以聚酯(滌綸)織物為(wèi)基材塗PVC而成。按塗層材料分(fēn),有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、
聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡膠等,它的壽命因不同的表面塗層而異,一(yī)般可達12—50年。
PTFE
PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上(shàng)塗以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。這(zhè)種膜材有較好(hǎo)(hǎo)的焊接性能(néng),有優良的抗紫外線、抗老化(huà)性能(néng)和阻燃性能(néng)。另外,其防污自潔性是所有建築膜材中最好(hǎo)(hǎo)的,但(dàn)柔韌性差,施工較困難,成本也(yě)十分(fēn)驚人(rén)。在蓋格公司領導下(xià),美國的杜邦公司、
康甯玻纖公司、
貝爾德建築公司、化(huà)纖織布公司共同開發永久性膜材。其加工方法是把玻纖織物多次快(kuài)速放(fàng)入特氟隆熔體(tǐ)中,使織物兩面皆有均勻的特氟隆塗層,使永久性的PTFE膜正式誕生(shēng)。此後永久性膜結構正式在美國風(fēng)行,許多學者對膜結構進行了(le)深入的研究。20年後跟蹤檢測結果表明,這(zhè)種膜材的力學性能(néng)與化(huà)學穩定性指标隻下(xià)降了(le)20%~30%,顔色也(yě)幾乎沒變,膜的表層光滑,具有彈性,大氣中的灰塵、化(huà)學物質微粒極難附着與滲透,經雨水沖刷建築膜可恢複其原有的清潔面層與透光性,這(zhè)足以顯示出PTFE膜材的強大生(shēng)命力和廣闊的市(shì)場(chǎng)前景。國外對這(zhè)種膜材的開發和應用比較成熟,生(shēng)産廠家也(yě)很多,如(rú)德國Mehler公司、Verseidag公司,日本Taiyoko-gyo公司、中興化(huà)成工業株式會社、美國Chemfab公司、沙特阿拉伯ObeiKan公司等。
玻纖PVC
這(zhè)種膜材開發和應用得比較早,通常規定PVC塗層在玻璃纖維織物經緯線交點上(shàng)的厚度不能(néng)少于0.2mm,一(yī)般塗層不會太厚,達到使用要求即可。為(wèi)提高PVC本身(shēn)耐老化(huà)性能(néng),塗層時(shí)常常加入一(yī)些(xiē)光、熱穩定劑,淺色透明産品宜加一(yī)定量的紫外吸收劑,深色産品常加炭黑做穩定劑。另外對PVC的表面處理(lǐ)還有很多方法,可在PVC上(shàng)層壓一(yī)層極薄的金(jīn)屬薄膜或噴射鋁霧,用雲母或石英來(lái)防止表面發粘和沾污。
玻纖有機矽樹脂
有機矽樹脂具有優異的耐高低(dī)溫、拒水、抗氧化(huà)等特點,該膜材具有高的抗拉強度和彈性模量,另外還具有良好(hǎo)(hǎo)的透光性。美國
歐文斯克甯公司開發的Vestar膜材就(jiù)采用這(zhè)種樹脂對玻璃纖維布塗覆而制成的,這(zhè)種膜材應用的不多,生(shēng)産廠家也(yě)較少。
玻纖合成橡膠
合成橡膠(如(rú)丁腈橡膠,氯丁橡膠)韌性好(hǎo)(hǎo),對陽光、臭氧、熱老化(huà)穩定,具有突出的耐磨損性、耐化(huà)學性和阻燃性,可達到半透明狀态,但(dàn)由于容易發黃(huáng),故一(yī)般用于深色塗層。膨化(huà)
PTFE建築膜材。由膨化(huà)PTFE纖維織成的基布兩面貼上(shàng)氟樹脂薄膜即得膨化(huà)PTFE建築膜材。由于它的造價太高,一(yī)般的建築考慮到成本和性能(néng)兩方面,很少選用這(zhè)種膜材,國外的生(shēng)産廠家也(yě)不多。
ETFE
由ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)生(shēng)料直接制成。ETFE不僅具有優良的抗沖擊性能(néng)、電性能(néng)、熱穩定性和耐化(huà)學腐蝕性,而且機械強度高,加工性能(néng)好(hǎo)(hǎo)。
ETFE膜材的應用在很多方面可以取代其他産品而表現(xiàn)出強大的優勢和市(shì)場(chǎng)前景。這(zhè)種膜材透光性特别好(hǎo)(hǎo),号稱“軟玻璃”,質量輕,隻有同等大小玻璃的1%;韌性好(hǎo)(hǎo)、抗拉強度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化(huà)學腐蝕性強,熔融溫度高達200℃;可有效的利用自然光,節約能(néng)源;良好(hǎo)(hǎo)的聲學性能(néng)。自清潔功能(néng)使表面不易沾污,且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物,清潔周期大約為(wèi)5年。另外,ETFE膜可在現(xiàn)成預制成薄膜氣泡,方便施工和維修。ETFE也(yě)有不足,如(rú)外界環境容易損壞材料而造成漏氣,維護費用高等,但(dàn)是随着大型體(tǐ)育館、遊客場(chǎng)所、候機大廳等的建設,ETFE更突顯自己的優勢。生(shēng)産這(zhè)種膜材的公司很少,隻有ASAHI(日本旭硝子(zǐ))(AGC)、德國科威爾等少數幾家公司可以提供ETFE膜材,這(zhè)種膜材的研發和應用在國外發達國家也(yě)不過十幾年的曆史。
安裝:
1、膜材制作(zuò)前準備與審核
膜材加工部負責人(rén)與項目設設計師必須進行全面的設計交底與溝通,工程部負責人(rén)認真領會加工生(shēng)産要求。
由項目經理(lǐ)編制好(hǎo)(hǎo)《XX項目膜材加工制作(zuò)工藝流程》,交項目設計技術負責人(rén)員(yuán)簽署。
2、膜材加工制作(zuò)質量控制
(1)、對加工機械與設備進行全面檢查、檢驗。
(2)、按照《膜材加工制作(zuò)工藝流程》的要求,認真做好(hǎo)(hǎo)膜材熱合強度試驗。并交由QC檢驗合格;
(3)、加工班長對參與膜材加工的人(rén)員(yuán)進行嚴格的培訓與技術交底。
(4)、下(xià)料員(yuán)對技術交底領會後,再次校(xiào)對膜材品種、型号、顔色,并熟悉每一(yī)片膜材尺寸,準确下(xià)料,并做好(hǎo)(hǎo)标記。
(5)、按順序整齊疊放(fàng)好(hǎo)(hǎo)裁剪的膜材。
(6)、加工人(rén)員(yuán)按縫合料,在順序取縫合前并再次與找形裁剪圖進行校(xiào)對。
(7)、加工時(shí)嚴格按照該種膜材規定的熱合溫度與熱合時(shí)間(jiān)進行操作(zuò)。
(8)、QC人(rén)員(yuán)對熱合後的半成品、成品進行熱合質檢,對成品簽發檢驗合格證。
(9)、對加工好(hǎo)(hǎo)的膜材進行編号與打包,交物流組發往項目所在工地。
膜材安裝:
1、膜材安裝前,鋼結構的挑梁宜加臨時(shí)支撐或平衡索,确保鋼結構在膜材安裝中受力平衡,
2、在膜材安裝前,對鋼結構在尺寸進行測量複核。
3、膜材在安裝時(shí)不得劃傷,并保持膜材的整潔。
4、燈光或其他熱源與膜材保持一(yī)定距離,(膜材的表面溫度不得大于70℃) 。
5、膜材安裝完畢後,應該交付并和甲方申明,應注意維護,這(zhè)樣才能(néng)保證膜材的使用的年限。(維護期間(jiān),尖銳的利器(qì),明火(huǒ)等應遠(yuǎn)離膜結構)