在1996~2005年的早期看台膜结构应用中,PVC膜材因为其相对低廉的价格和易于安装的特点占了多数,唯1的例外是外方公司Birdair,Inc.设计和施工的上海八万***育场。但是,早期PVC材料无论其自洁性能还是耐久性能均不尽人意,在应用10年左右后,大部分PVC看台膜结构均呈现较差的表现:膜面脏污、泛黄、破损等。相比较而言,上海八万***育场膜面给人的感觉都是随使用期的延长约来越白、越来越整洁。所以,近十多年以来,业主和建筑师越来越青睐PTFE膜材。从这一角度出发,也可以认为:正是因为看台膜材料的应用,促进了移动屋盖建筑在我国的应用和发展。
近几年,国内企业已经成功研发和生产了PVC和PTFE膜材,随着国产材料的应用,进口膜材特别是PTFE看台膜材的价格也得到了有效的***。相信随着工程应用的增多和技术的积累和发展,我国国产膜材质量会很快赶上发达***膜材。
自北京2008奥运会游泳馆“水立方”采用ETFT气枕后,ETFT材料日益获得了建筑师的兴趣和关注。ETFE材料虽然非涂层织物类材料,但其具备与涂层织物看台膜材相类似的基本力学性能,其设计计算理论与方法与涂层织物类膜结构相同。近十多年来,ETFE气枕膜结构在我国有较多的应用,甚至在环境气温为-30℃的我国北方也有应用实例。膜结构建筑21世纪很具代表性与充满前途的建筑形式,其打破了以往建筑形态的模式,以其独特新颖、丰富多彩的造型、优美的曲线,成为城市的象征性建筑。
骨架式看台膜结构:是在钢架或其他材料的骨架上铺装膜材料,由此构成屋顶或外墙壁的构造形式。造型包括平面形、单曲面形和以鞍形为代表的双曲线形。充气式膜结构:是向由膜结构构成的室内充入空气,并保持室内空气的压力始终大于室外空气压力,由此使看台膜材料处于张力状态来抵抗负载及外力的构造形式。分单层结构和双层结构两种形式。钢结构主要包含固定屋盖、活动屋盖和看台膜结构钢骨架,体育场固定屋盖投影接近椭圆形,长轴方向长度为267m,短轴方向长度为206m,屋盖外边缘为四心圆。
膜结构看台建筑显著的特点是造型优美简单大气,设计独特的膜结构建筑堪比玩美的艺术品。
但是,在膜结构设计及建造过程中,出现少许错误或疏忽,都可能影响到工程质量,甚至演变成工程事故。
膜材及构件选用
膜材的好劣对于一项膜结构工程来说至关重要,即使是同一种膜材,不同厂家、不同型号甚至不同生产批次的质量也有差异,实际应用时要认真选择、详细检查;膜材的局部质量瑕疵应在裁剪下料时略过。另外,膜结构采用金属构件应采取有效的防腐保护措施;因此膜结构可以从根本上克服传统结构在无柱大跨度建筑上所遇到的困难,可以创造出巨大的无柱大空间。设计时,构件的断面尺寸选择应考虑锈蚀的影响而留有余量。尽可能选用不锈钢材料制成的构件。
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