膜結構

膜結構建筑的特點及應用展望

膜結構建筑特點

膜結構建筑是用輕質高強度柔性薄膜材料與支撐體系相結合形成的具有一定剛度的穩定曲面、可承受一定荷載、能夠覆蓋大空間的結構形式。由于充分發揮了材料抗拉強度高的特性,使得膜結構建筑具有以下優點:

1. 跨度大

據有關資料推測,跨度越大的建筑,采用膜結構越能體現其經濟性。目前充氣結構建筑的無內柱空間路度可做到200m以上。

2.結構重量輕

膜材本身質輕,支承膜材的鋼桿、鋼架與鋼索比相應的鋼筋混凝土也減輕不少重量。1970年日本大阪世界博覽會中的美國館,屋面重量每平方米僅1122kg。

3. 施工方便

膜材可以在工廠預制成卷材成品,與鋼材一樣便于工業化生產,便于運輸安裝,施工時也不需搭建腳手架,工期較短。1979年能容納5萬人的美國卡理阿體育館,只用了十幾個月,現在建造較大型的膜結構建筑,只需幾個月就能完工。

4. 造型美觀

膜結構建筑由于結構組合形式的多樣性,其造型也極為豐富,它具有一般建筑無法比擬的表現力,加上膜材的顏色可以任意選擇,更加強了藝術感染力。

5. 費用低

膜材本身就是裝修材料,可減少建筑物二次裝修費用;膜結構建筑屋面的膜材透光性好,能透過大量柔和的自然光,降低白天的照明費用以及整個建筑的供熱與空調費用。對于同等大小的建筑,采用膜結構,其成本只相當于傳統建筑的二分之一或更少。特別是建造短期應用的大跨度建筑時,就更為合算。如今,膜結構已廣泛應用于各類建筑結構中,如:體育場館、游泳館、商場、大面積溫室、公共建筑、廠房設施等。

?膜結構建筑的應用前景

隨著工業的發展與計算技術的進步,膜結構也從臨時建筑邁入永久性建筑行列,并成為當代充滿活力的一種新型大跨度空間結構體系。在許多國家舉辦奧運會、世博會的場館建設中,膜結構以其絢麗 的色極和豐富的造型贏得了人們關注、認同。

1995年建成的北京房山游泳館(跨度33m,1100m2 )與鞍山農委游泳館(跨度30m,1000m2 )是我國正式應用于工程的空氣支承膜結構,標志我國開始啟動膜結構的工程建設。1997年通過引進國外膜結構技術建成了上海八萬人體育場看臺挑棚后,又相繼建成了青島頤中體育場挑棚膜結構、杭州游泳館、網球館雙層膜結構等二百余項膜結構工程,年增長率達20%以上? 。

目前膜結構除了用于體育館、體育場 等體育設施之外,還廣泛應用于商業、教育、交通運輸設施等。由于膜結構新穎美觀的造型和多變的色 彩,還可用于標識性建筑,例如城市與地方的標識、公園入口標識、展覽會標識、行業與會議標識等。

然而,目前膜結構在我國尚處于小范圍的試驗階段,但隨著我國經濟實力的增強,新工藝、新材料、新設備的出現,膜結構建筑將成為我國21世紀空間結構的發展主流。

自重輕,跨度大,造價低,可以最大限度發揮材料特性,有利防震;造型新穎美觀,色彩多變,可為文化、體育、旅游、商業設施提供最佳的形象包裝;具有較好的防水、透光性能,建設周期短,可做永久性建筑,也可移動搬遷,有利于城建景觀及房地產項目的開發。

可以預見,21世紀中國的經濟突飛猛進,膜結構建筑將在未來大型建筑中展現新、奇、輕、美的特點,因此膜結構建筑的研究與開發有著廣泛的發展前景。