/ 2010-07-13 13:50:41
台风“达维”让美丽的海南岛遍地狼藉,平日在蓝天映衬下煞是醒目的白色膜结构建筑也难逃狂风魔爪,被“抓”得伤痕累累。博鳌亚洲论坛成立大会会址、三亚美丽之冠会展中心均未逃此劫。
台风过后,这些膜结构建筑相继开始了修复工程。然而,人们不禁对这些看似轻 飘飘、弱不禁风的建筑产生了怀 疑:膜结构建筑能否抵御台风的冲击?在海南这个容易受台风影响的海岛上,是否适发展膜结构建筑?
膜结构又叫张拉膜结构,是以建筑织物,即膜材料为张拉主体,与支撑构件或拉索共同组成的结构体系。该结构因其有别于传统建筑的种种优点,越来越受到人们欢迎。
对于普通市民来说,看惯了笨重的钢筋水泥建筑,当体形丰富、曲面柔美的膜结构建筑出现在眼前时,往往能让他们眼前一亮。三亚“美丽之冠”文化会展中心的负责人王伟方表示,当初采用膜结构主要是考虑到造型优美、轻盈灵动的视觉效果和三亚的城市定位、世姐赛的格调很吻合。 张拉膜
而对于建筑设计方来说,膜材料本身的优点也使他们对它“青睐有加”。海南大学建筑工程系教授陈超核介绍说,膜是一种以玻璃纤维作肌体,再覆盖特殊涂层的特殊材料。它就像织布一样,很轻,可以弯曲、折叠,适合大跨度和特殊造型的建筑。此外,由于膜具有较好的透光性,所以白天可以{zd0}程度地采用自然光,十分节能。膜材料表面无静电,对尘埃物没有吸附力,因此不易沾灰,即使落上一点灰尘也很容易被风雨除去,看起来总是洁白如新。
此外,由于膜结构建筑的骨架制作,面料加工都是在工厂里进行的,所以大大缩短了工地现场的施工周期,并减轻了工地现场多工种交叉作业、互相干扰的情况。三亚美丽之冠能在7个月内顺利完工,迎接2003年世姐赛决赛,膜结构是{zd0}的“功臣”。
看上去xx的膜结构建筑,似乎除了造价高外,没什么缺点,但一场罕见的强台风却动摇了人们对它的信心。难道台风是膜结构建筑的{zd0}“敌人”?看着台风过后博鳌亚洲论坛成立大会会址的惨状,人们{dy}次对膜结构建筑在海南的命运忧心忡忡,担心膜结构建筑中看不中用。
在自然条件下,一般是水和风在威胁着建筑。膜在防水方面几乎不存在任何问题,所以风确实是膜结构建筑的{zd0}“敌人”。然而,膜在制作技术上已经成熟,通常的膜都是防风的,只是其防风系数因其设计不同而有差别,但从技术能力上说,xx可以制造出抗强台风的膜。
既然膜结构建筑面对台风并非无招架之力,为什么在此次台风中还是受损严重呢?有关专家对此解释说,除了此次台风风力异常强大外,缺乏防风意识和防风经验是两个重要因素。
近年来海南没有遭遇强台风,设计防风能力较强的膜材料应对一般热带气旋游刃有余。由于问题一直没有暴露出来,使得有关方面放松了警惕,没有及时制定防风措施,所以“达维”袭来束手无策,只能眼睁睁看着膜被撕毁。
三亚“美丽之冠”文化会展中心使用的膜为进口有机生物膜,该膜设计的防风等级是13级,上千元一平方米,其总造价比同等面积的一般建筑高出30%。在台风“达维”袭击时,美丽之冠冠身无大碍,里面基本设施保持较好,只是冠顶膜出现约五分之一的撕裂。
该中心负责人解释说,冠顶破损主要是由于冠顶灯泡的碎片将膜划开口子,从而使狂风“乘虚而入”,加大了撕裂面积。来说,膜在此次台风中表现还是比较令人满意的。“我们以前没有考虑到灯泡碎片割破膜的情况,造成了这次的损失。以后我们会在冠顶灯泡外加盖防护罩,防止类似情况再度发生。”该中心负责人王伟方表示。
对于海南岛是否适合修建膜结构建筑,陈超核教授还作了进一步补充:“日韩也是岛屿、半岛,也会遭受强烈的台风,北京张拉膜但他们国内目前很多大型场馆采用膜结构。只要采用防风能力强的膜材料,再做好相关的防御措施,海南的膜结构建筑未必经不起强台风。”
有关方面人士表示,虽然从技术上来说,膜结构建筑抵御强台风不成问题,人们的担心可以暂时放下了,但在海南这个特殊的地理环境下,发展膜结构建筑还得谨慎考虑。
首先,膜的防风等级不同,价格也不一样。在海南这个易受台风侵袭的海岛,选择防风系数高的膜材料是保障安全的{dy}步。但是,防风系数高,价格也昂贵,因此采用膜结构建筑要考虑建筑成本的问题。其次,膜结构建筑的不同造型影响其抗风能力。膜结构建筑可以靠钢骨架的支撑,也可以靠索具的张拉来生成各种各样的空间曲面,所以人们期望用膜结构不同寻常的造型来体现某种意义或主题。然而,建筑艺术必须依附科学才有生命力,不能一味追求新奇特。在同等条件下,开放式膜结构建筑的抗风能力就比封闭式膜结构建筑要小。因此,在海滨、公园等场所,修建用于遮阳的半开放式北京张拉膜膜结构建筑要慎重。
专家表示,建筑是一种无声的语言,也是一种文化的积淀,从它身上流露出的含有文化内涵和地域特点的丰富信息,不是靠单纯的膜结构建筑就能一一概括的。
结构(Tesioned Membrane Structure),是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。在阳光的照射下,由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反差的着光面与阴影的区分,室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚,建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空,建筑物的体型显现出梦幻般的效果。张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶,如体育与性场馆,需有广告效应的商场、餐厅等。城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑,使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。因而近来年,这类建筑越来越多采用膜结构。建筑膜材料的使用寿命为25年以上。在使用期间,在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。
帐篷是一种古老的建筑形式,自有史以来就被用来作为房屋和简易的遮蔽物。如今随着建筑技术,计算机技术和新材料研究的飞速发展,性能优良的新型膜材被用于建造{yj}性的帐篷结构,并已经成功地运用于机场,体育馆等大跨公共建筑中。
帐篷膜结构一般由索和膜材这些柔性材料张拉而成,风荷载是其控制荷载,而目前对此类结构的风载分布和抗风性能的系统研究很少,而且荷载规范中缺少此类体型的参数,因此对帐篷膜结构进行这方面的研究具有重要的工程设计意义和进一步学术研究的参考价值。 本文从张拉膜结构的设计过程中不同的风荷载取值出发,利用某一刚性模型风洞试验和计算机随机风振响应分析,对该类结构的风载体型系数分布以及风振系数作了小结,并且得出了一些相关的抗风性能的有益结论。 在风载分布方面,北京张拉膜分别制作了单跨和多跨的帐篷膜结构刚性模型,进行0—360度24个风向角下的试验分析,获得了各角度下的风压系数分布。为了找出设计荷载所需要的分块体型系数,整体升力和局部风压最值,本文进行了各风向角下以上三个参数的比较,找出了不利的风向角,并归纳出该角度下的分块体型系数图和汇总的体型系数等。{zh1},根据边片的{zd0}体型系数,得到了边片形式的设计建议。 风振响应方面,本文从设计角度出发,进行了以上帐篷膜结构模型的模态分析。然后利用风洞试验得到的风压时程数据,进行了各典型角度下随机风振响应分析。具体的以某一角度的位移,索内力和膜主应力响应为例,得到了一些响应的规律,给出了控制帐篷膜结构风振的一些有效方法。
巨型充气帐篷 膜结构帐篷将一块硕大的热合起来的整体篷布(膜材)下边缘严密的固定于地面或平整的墙体上,并由金属构件与混凝土地梁锚固,不间断的向里面充气,其原理与吹气球一样把整个篷布膨胀起来,由于膜材的内外压力差形成固定的空气支撑体。配有先进的自动控制系统,自动平衡充气设备及停电时能自动启动的发电机,即可保持帐篷厂时间正常使用,长期可处于无人自动控制状态。膜材充气帐篷具体有以下优点:1、大跨度大空间2、造价低3、施工周期短4、造型简洁美观5、可整体拆装移动6、抗飓风 7、耐老化阻燃好8、轻体环保,9、使用年限长。可广泛用于:娱乐活动或运动场所;周期性使用的博览中心、展览馆;仓储或生产车间;农作物大棚和其他临时设施。
PVDF聚偏氟乙烯:北京张拉膜外观为半透明或白色粉体或颗粒,分子链间排列紧密,又有较强的氢键,含氧指数为46%,不燃,结晶度65%~78%,密度为1.17~1.79g/cm3,熔点为172℃,热变形温度112~145℃,长期使用温度为—40~150℃。
PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物,PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性,除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外,还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能,是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品,全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域,由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性,是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的{zj0}材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送,近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等,在锂二次电池中应用,目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。
PVDF是氟碳涂料最主要原料之一,以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代,由于PVDF树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养,该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性,如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料,已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。
化学结构中以氟一碳化合键结合,北京张拉膜这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定晟牢固的结合.因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能,不但有很强的耐磨性和抗冲击性能,而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。
膜结构建筑的特点及应用领域:
膜结构是一种全新的建筑结构形式,它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体,具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化,结合整体环境,建造出标志性的形象工程。
艺术性:充分发挥建筑师的想象力,又体现结构构件清晰受力之美。
性:由于膜材具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度:膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度(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。
自洁性:膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,可使建筑具有良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命。
工期短:膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成,北京张拉膜可减少现场施工时间,避免出现施工交叉,相对传统建筑工程工期较短。膜建筑可广泛应用于大型公共设施:体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、中心、站台等,又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
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