看台膜结构的概念、特点、分类、设计原则和施工方法
发布时间:2023-11-06 18:14:27作者:景秀浏览量:1089
看台膜结构是一种采用高强度柔性薄膜材料作为覆盖结构的体育场馆,它具有造型美观、设计灵活、施工方便、环保节能等优点,是当代建筑技术的一种创新应用。本文将从看台膜结构的定义、特点、分类、设计原则、施工方法等方面进行介绍,以期对看台膜结构有一个全面的了解。
看台膜结构是指建筑在场地旁边或周围,供观众观看比赛或表演的台,多指运动场上的观众席。看台膜结构是一种建筑与结构结合的结构体系,是采用高强度柔性薄膜材料与辅助结构通过一定方式使其内部产生一定的预张应力,并形成应力控制下的某种空间形状,作为覆盖结构或建筑物主体,并具有足够刚度以抵抗外部荷载作用的一种窄间结构类型。
看台膜结构具有以下几个方面的特点:
大跨度。看台膜结构自重轻、抗震性能好,可以不需要内部支承,克服了传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难,可创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积。
艺术性。看台膜结构突破了传统的建筑结构类型,以造型学、色彩学为依托,可结合自然条件,充分发挥建筑师的想象力,根据创意建造出传统建筑难以实现的曲线及各种造型,且色彩丰富,富有时代气息,体现结构构件受力之美。配合灯光易形成夜景,给人以现代美的享受。
经济性。膜材料具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,节约能源;夜间彩灯透射可形成绚烂的景观。而且,膜结构能够拆卸,易于搬迁,特别是在建造短期应用的大跨度建筑时,更为经济。
安全性。膜材料具有的阻燃性和耐高温性,能很好地满足防火要求;膜结构属柔性结构,能够承受很大的位移,不易整体倒塌;膜结构自重轻,抗震性能比较好。
自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,本身不发黏,落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
工期短。膜片的裁剪、钢索及钢结构等的制作均在工厂完成,减少现场施工时间,可与下部钢筋混凝土结构或构件等同时进行,避免施工交叉,在施工现场只是钢索、钢结构及膜片的连接安装定位及张拉的过程,故现场施工安装、迅速快捷,相对传统建筑工程工期较短。
适用广。从气候条件看,膜结构建筑适用的地域广阔;从规模上看,可以小到单人帐篷、花园小品,大到覆盖几万、几十万平方米的建筑。甚至有人曾设想覆盖一个小城,实现人造自然。
根据膜材料的不同,看台膜结构可以分为以下几种类型:
PVC膜结构。PVC膜结构是一种以聚氯乙烯(PVC)为基材,经涂层、复合、热固化等工艺制成的膜材,具有良好的防水、防火、耐候、耐老化等性能,是目前应用最广泛的一种膜结构材料。PVC膜结构的使用寿命一般为10-15年,适用于中小跨度的看台膜结构。
PTFE膜结构。PTFE膜结构是一种以聚四氟乙烯(PTFE)为基材,经涂层、复合、热固化等工艺制成的膜材,具有优异的耐高温、耐腐蚀、耐紫外线、自洁等性能,是一种高端的膜结构材料。PTFE膜结构的使用寿命一般为25-30年,适用于大跨度的看台膜结构。
ETFE膜结构。ETFE膜结构是一种以乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)为基材,经吹塑、热固化等工艺制成的膜材,具有极高的透光率、轻质、柔韧、可回收等性能,是一种新型的膜结构材料。ETFE膜结构的使用寿命一般为20-25年,适用于各种形式的看台膜结构。
看台膜结构的设计需要遵循以下几个原则:
功能性。看台膜结构的设计首先要满足功能要求,如遮阳、遮雨、隔热、隔音、通风、照明、安全等,同时要考虑结构的稳定性、可靠性、耐久性等。
经济性。看台膜结构的设计要考虑经济效益,如材料的选择、结构的优化、施工的简化、运营的节能等,尽可能降低建造和维护的成本。
美观性。看台膜结构的设计要考虑美学效果,如造型的创新、色彩的搭配、灯光的配合等,尽可能展现结构的艺术魅力。
和谐性。看台膜结构的设计要考虑与周围环境的协调,如与场地的适应、与建筑的呼应。看台膜结构的设计要考虑与周围环境的呼应,如与场地的适应、与建筑的呼应、与文化的融合等,尽可能体现结构的和谐性。
看台膜结构的施工方法主要有以下几种:
预制法。预制法是指将膜片和辅助结构在工厂或场外进行预制,然后运输到现场进行安装和张拉的方法。这种方法的优点是可以保证膜片的质量和尺寸,减少现场施工的影响,缩短工期;缺点是需要较大的运输和吊装设备,适用于中小跨度的看台膜结构。
现场制作法。现场制作法是指将膜片和辅助结构在现场进行制作、安装和张拉的方法。这种方法的优点是可以根据现场的实际情况进行调整,适应大跨度和复杂形式的看台膜结构;缺点是需要较高的施工技术和管理水平,增加了施工的难度和风险。
气压法。气压法是指利用气压将膜片充气成所需的形状,然后固定在辅助结构上的方法。这种方法的优点是可以实现任意形状的看台膜结构,且施工速度快,成本低;缺点是需要持续提供气压,维护费用高,且受气候条件的影响。
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