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充气膜结构临时展览馆锚固方式探讨

充气膜结构临时展览馆锚固方式探讨
充气膜结构临时展览馆锚固方式探讨

充气膜结构了临时展览馆锚固方式探讨

充气膜结构大跨度建筑系统是经证实的、成熟的建筑系统,近四十年来在北美与欧洲得到了广泛的应用。它采用优质的建筑纤维膜材做为建筑“外壳”,通过室内外的气压差将“外壳”支撑起来,形成建筑物主体,室内无需任何框架或梁柱支撑。

首先看看充气膜结构作为临时展览馆的优势:

1、大跨度,大空间,无梁柱,视野开阔。最大跨度可达150米,高度30米,长度可根据需

要任意调整,可满足各种大型场馆的需求。

2、造价低,节约资源。由于采用了高新技术,法利充气膜结构造价是传统建筑的1/3至1/5。并可按客户的需求,采用进口膜材或国产膜材,使价格优势更具挑战力。

3、施工周期短,是高效的速成体系。5000平米或更大的场馆,2个月即可完工,其中现场安装只需10至15天,大大缩短了场馆的施工周期。

4、造型独特美观。造型新颖独特,吸引眼球,建成后会成为当地标志性建筑;充气膜建筑本身还是一个巨大的广告发布载体。

5、可以整体拆装,整体移动,多次重复使用。易拆易装,省时省力,可在夏季拆卸后改为室外活动场所。

6、抗飓风和大暴雪。法利充气膜结构装有风雪传感器,采用先进的自动化控制系统,配合专利锚固技术,可以抵抗12级飓风及50年一遇的大暴雪。

7、耐老化、阻燃性能好。完全符合美国、加拿大关于充气膜建筑中有关消防规范要求,抗老化、耐候性能强,在±65℃气候条件下能正常运行。

8、安全、节能。由于才用了高强度轻质膜材,不怕地震、飓风、暴雪等自然灾害,相比传统建筑更加安全。法利充气膜的工作原理,系统化设计带来的是采暖、制冷的能耗仅为传统建筑的1/10。

9、环保、体轻、自洁性好。高强度的PVDF膜材料,体轻环保,使

用年限可达35年以上。因为采用了加拿大高分子自洁涂层,外表

面即使积满灰尘,下一场雨之后也会洁净如初。

10、无地基限制。可在不同的地质地形上建造,无地基承载力限制,

地基基础费用低,并可建在房顶。

11、独有的舒适照明。法利充气膜建筑系统独有的二次反射照明系

统,提供最均匀的照明,光环境舒适,无阴影、无眩光;

12、通风效果好。室内超静气流,符合球类运动对风速的要求;每小时6-16次的空气循环次数保证室内空气的绝对新鲜。

正是因为充气膜结构所具有的优越性,决定了他的广泛适用性。作为临时性展馆时,充气

膜结构的展现出更大的灵活性。

充气膜临时展馆的关键问题我认为是锚固方式。通常充气膜

临时锚固方式有这么几种:

1、钢钎加型钢固定方式:如果是土质地面,可用钢钎沿圆

周方向打入地面,并与型钢可靠连接,膜主体再与型钢进行连接。

(见右图)

2、化学锚栓固定方式:如果是混凝土地面,可用化学锚栓

代替钢钎与地面锚固。

3、混凝土桩加型钢地梁固定方式:先浇筑混凝土桩,并预埋型钢地梁连接件,待强度达到要求后,再固定膜主体。(见下图)

4、混凝土预制块配重固定方式:根据受力,设置预制混凝土配重构件,并进行可靠连接,见下图。

5、配重水囊固定方式:当受力要求不高时,可以采用配重水囊方式固定膜结构主体,见

下图所示。此方法灵活,无污染,施工效率较高。

以上5中锚固方式都是可行的,具体采用哪一种,要根据工程的实地情况。但不管采用哪一种,都必须经过严格的计算,并符合加拿大或美国的充气膜结构规范。

Adina膜结构分析(褶皱膜单元)

ADINA膜结构分析概略 西南交通大学土木学院余志祥 膜结构分析主要包括三个流程:找形分析,荷载分析和裁剪分析。找形阶段也有个别学者将其细分为找形与找态。国外专业的膜结构设计软件价格昂贵,利用常见的通用分析平台进行膜结构设计是一种可行且可替代的办法,但目前裁剪分析还得依靠自编程序或者专业的裁剪软件实现。02年的时候,我利用ANSYS摸索了一套膜结构找形、荷载分析的方法,并发布在专业论坛,实践证明其具有较高通用性,且结果较准确,并且还应用在了个别实际工程中。 膜结构主要分为张拉膜、骨架膜以及充气膜三大类,就找形方法而言,三者基本相似,但在分析方法上,充气膜存在明显差别。无论张拉膜抑或骨架膜,通过找形分析之后获得的结构物理模型基本上算是确定模型,但充气膜在获得初始形态之后仍然不具有确定性,因为这个初始态和必须和相应的气压对应,且在充气膜受荷过程中互动变化,不如张拉膜或者骨架膜,可以在膜材内部导入相应的应变场保持其初始形态和初应力场的对应,保持其形态、应力在受荷阶段实现自动呼应。充气膜要模拟其膜面内压,必须引入第三方介质,即空气场并保证荷载、结构、内压场互动呼应。 基于ADINA卓越的非线性分析能力,进行膜结构分析主要有几个关键点,首先说张拉膜结构和骨架膜。 1、根据建筑设计确定其初始平面形状。这个形状称为零状态形状,可以为平面,也可以为一个实 际模型较为接近的三维曲面形态。 2、膜单元采用adina的2D Solid,并设置相应的单元选项为3D membrane。索单元可以直接用truss 单元等代,两种材料均可直接采用线弹性材料。 3、膜面网格采用三节点三角形或者四节点四边形。单元列式为线形完全积分格式。根据非线性计 算的收敛难易程度,可以关闭非协调元模式。 4、将索和膜材弹性模量降低1000倍,设置支座提升量、增量分析参数,为获得结构找形初始形态 完备分析参数。小弹性模量方法的本质在于让材料自由“伸长”,但内应力却几乎可以不变。 5、虽然adina能够直接提供输入膜材和桁架单元的初始应变,但实际操作中,除桁架单元可以通过 初应变提供预应力外,膜面预应力一般不采用导入初始应变场的方式,那样在完成第一次找形之后,新的应力场无法和初始形态形成平衡,导致存在一系列问题。但3D membrane单元必须依靠一个很小的初始应变场来支撑膜单元的非线性分析(程序单元属性设置使然),因此,可以预定义一个很小的应变场,并赋予相应的膜单元,这个应变场产生的应力应该小到相对于工程预应力可以忽略。膜面的预应力最好通过降温方法施加,方法很简单,给膜材设置一个虚拟的热膨胀系数,比如1,但需要保证加载温度、膨胀系数和膜面预应力的对应关系,由于不是物理意义上的热分析,因此,温度、热膨胀系数都可以虚拟,但由此产生的膜面预应力却是必须符合实际的。具体计算公式很简单,可以参考任何一本弹性力学教材。 6、完成找形分析之后,可以在后处理获取相应的节点position,并导出为txt文件并在excel中完成 编辑复制。 7、在前处理器中将零状态模型打开之后另存一份,并在其中进行编辑:首先将excel中的节点新位 形数据黏贴到node define菜单的表格中,完成坐标更新;并将膜材和索材弹性模量还原到实际状态。这个过程需要注意的是,由于材料物理属性发生变化,控制产生索预应力或者膜预应力的应变设置、温度设置都要相应变化,目的是保持找形后的模型中的预应力保持不变,比如膜材的弹性模量还原时增加1000倍,则热膨胀系数降低1000倍,或者该系数不变,将温度降低1000倍,索单元的属性参数亦然。调整完之后计算分析,可以获得真实参数下的结构新位形。

钢结构储煤棚与充气膜结构比较

钢结构储煤棚与充气膜结构比较 一、结构安全的差异 充气膜结构是通过机械系统(8台风机)向室内空间连续不间断充气,气体在密闭的空间中逐渐加压而最终使室内外保持一定的压力差,膜体受到上浮力,产生的预张力以托起大空间。单纯的充气膜抵抗风雪荷载的可靠性差,应对极端大风、大雪存在隐患,硬物一旦刮伤损坏,自然塌落,不适用于大跨度的永久性建筑。充气膜结构只能作为条形煤场相对简易的临时仓储,无法适应圆形煤场、异形煤场及超大跨度永久煤场的工程要求,质量缺陷多,有很大局限性。 钢结构网架采用实心球(材质45#高强度钢)及钢管紧密连接,使用年限50年,按70年一遇的地震及风压雪压考虑。其构件在生产车间内加工,标准化程度高,质量易于保证。储煤棚上部钢结构网架,与下部现浇混凝土支承柱及挡煤墙连成整体,传力稳定平衡,制造质量精良,工地安装便捷,此结构被广泛使用。 二、维护使用的差异 充气膜煤棚建设时必备两路电源,满足其加压风机及消防用电。一路6kV电源引自厂区,一路增加设置二套400kW 660V柴油发电机组,作为备用电源。后期使用时,完全依靠电能,不可断电。以一万平方米储煤棚估算,一年消耗超过15万元的电费,增加后期使用成本。 钢结构网架在工厂内机械抛丸除锈,然后喷漆、喷塑或喷锌 处理,增强了抗腐蚀性,在煤棚密闭环境中,需要10-12年对钢架表面防腐处理,按建筑面积计算,每次油漆费用约35-45元/方。 三、建成运行案例的差异

充气膜结构由国外引进,多用于临时建筑(汽车旅馆、临时展出大棚等)拆建方便,气膜储煤棚在国内案例没有20个,也只局限在神华集团的煤炭储煤场方面的临建工程。 钢结构网架储煤棚,技术成熟稳定,后期运营费用极低,初期投资节约,钢材可以回收利用增加效益,诸多优势明显。在电厂、集装站、储运物流园、选煤厂、水泥厂、煤化工项目的封闭煤场项目应用广泛,25年来运行安全可靠。华能、大唐、华电、国电、中电投等,大电力公司、地方电厂、煤炭、钢铁、水泥项目案例超过10000座,且运行安全良好。 四、工程造价的差异 充气膜材料自重轻,对基础挡墙要求相对低,但膜材价格高,上部充气膜1200元/方,2.5米高挡墙无法满足内部输出煤工艺,整体造价高过1500元/方,使工程造价比预期提升。 钢结构网架对基础挡墙要求相对高,网架工厂化制作,在施工现场只须小型工具,不需要脚手架平台,即可拼装,大大节约造价,上部网架900-1000元/方,整体造价1100-1300元/方,。 五、建筑效果的差异 充气膜为白色或彩色,,,膜材,建筑外观漂浮蓬松,像搭建的大帐篷,空间层次上比例失调,显得死板、压抑。

膜结构行业介绍6

膜结构的发展历史 世界上第一座充气膜结构建成于1946年,设计者为美国的沃尔特·勃德(W.Bird),这是一座直径为15m的充气穹顶。1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议,无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆(137m×78m 卵形),以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。而70年代初美国盖格尔-勃格公司 (Geiger-Berger Associates)开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆(Teflon)膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。 之后,用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中,如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”(椭圆形220×159m),1988年建成的日本东京体育馆(室内净面积4,6767㎡)。 张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托(F.Otto),他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25m左右,用于联合公园多功能展厅。由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力,以抵抗外部荷载的作用,因此在一定初始条件(边界条件和应力条件)下,其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题,都需要有计算来确定,所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法的提出。 目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善,人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形,并能计算任一点的应力状态,使找形(初始形状分析)、裁剪和受力分析集成一体化,使得膜结构的设计大为简便,它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力,而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力,完全可以避免各种不利荷载式况产生的不测后果。 因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。而特氟隆膜摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。比较著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等。 张拉膜结构的特征 张拉膜结构作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。恰由于此,用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。 轻质:张拉膜结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。从而使其自重比传统建筑结构的小得多,但却具有良好的稳定性。建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件,将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。 透光性:透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度,这对于建筑节能十分重要。对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。通过自然采光与人工采光的综合利用,膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。夜晚,透光性可将膜结构变成了光的雕塑。 膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。

充气膜结构的研究进展

充气膜结构的研究进展 提要:本文从充气膜结构的结构设计原理入手,综述了其形态分析、荷载分析、剪裁分析等方面的研究现状与发展方向。 关键字:充气膜结构;形态分析;荷载分析;剪裁分析 充气膜结构是以性能优良的薄膜为材料,通过向薄膜构成的密闭空间内充气,利用空气压力支撑膜面,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。 由于膜材所特有的非线性力学特点以及膜结构整体所表现的柔性、张力与形态的统一性,其结构设计原理显著区别于传统结构,属于大形变条件下应变和应力问题[1]。主要包括四个阶段:方案设计、形态分析、荷载分析、剪裁分析。其中,找形分析是基础,荷载分析是关键,剪裁分析是目标和归宿。有关充气膜结构的主要研究工作也就集中在这三者之上[2-4]。 1形态分析 又称找形分析、找形,目的是寻找满足边界条件和初应力平衡条件的结构形状。初始平衡态的寻找是形态分析的关键,力密度法、动力松弛法和非线性有限元法是索膜结构初始形态分析的主要方法。其中,非线性有限元法在我国相关领域内应用最为广泛。 陆鉴恒等人[5]针对膜结构找形中最小曲面的确定问题,采用动力松弛法,对迭代参数进行分析和简化,使迭代参数的简化只跟时间步长有关。从算例数据可得出,在收敛范围内,迭代次数n随着迭代步时间步Δt的增加大体呈先减少再增加的趋势,最小值在T/4附近。并发现:a.动态阻尼动力松弛法的两个参数是相互联系的,跟每一时间步质点对应的周期有关;b.参数的取值:虚拟质量为任意常数,时间步长与对应时刻的质点周期对应,取值范围为(0,T/π),建议取T/4左右;c.此方法简化了参数的选择,明确了参数选择的物理意义。简化虽然增加了迭代的次数,但是在可接受的范围内,且误差比较说明提出的方法计算精度高,结果可靠,值得尝试和进一步研究改进。 东南大学的周树路等人[6] 则针对力密度法的找形过程进行改进,避开其中“力密度”的概念,直接引入膜面应力和索拉力作为初始条件,以节点不平衡力作为控制误差,避免了传统力密度法需要反复试算力密度取值的弊端,使找形计算过程简洁高效。据此编制找形程序,通过复杂算例验证了该算法的正确性和普适性。 鉴于力密度法原理简单但找形结果往往不能满足精度要求;非线性有限元法结果精度高但存在确定初始坐标问题和非线性系统的收敛问题。针对这两种方法的不足,温世峰等人[7]在综合以上两种方法后得到了混合法对膜结构进行找形。

大跨度充气膜结构的应用和施工技术

摘要:大跨度空间结构是我国目前发展最快和工业领域应用最广泛的结构类型。随着社会经济的发展,大跨度膜结构的作用会更加广泛,但膜结构在施工过程中以及建成后的使用和维护,任何的错误或者不严谨都可能会影响到膜结构的正常运行。因此,我们还需进一步加强对其的研究和施工技术的不足,从而推动大跨度膜结构在我国的健康发展。 关键词:大跨度;膜结构;应用;技术 一、充气膜结构的定义与发展 充气膜结构是一种新型建筑结构,是轻型空间结构的一个重要分支,有单层、双层、气肋式三种,具有丰富多彩的造型,建筑特性、结构特性和适宜的经济性。因此,充气膜结构的诞生,就迅速在世界各地发展起来。充气膜结构是一个相对密闭的空间结构,与传统空间结构不一样的是,它是通过风机向结构整体内部送风,使膜内外形成一定的压力差,以保证膜结构整体的刚度,达到所设计的形状。之后,由压力控制系统使结构维持一定的内外压差,保证结构的稳定性。 充气膜结构建筑主要应用于体育场馆、大型娱乐休闲设施、展览会馆、物流仓储及环保工业等大跨度建筑结构,其技术广泛应用在比较发达的国家,主要集中在美国、加拿大、日本及欧洲的部分国家。我国对气膜结构的研究始于上世纪90年代初,当时与世界水平相比,无论是设计理念还是施工技术都存在一定的差距。 充气膜结构不同于其他膜结构,其形状虽然没有张拉膜丰富多样,但要求空间密闭,通过室内外压差保持结构的稳定性和安全性,并符合国内外规范要求和承受风雪荷载。它是集结构力学、机电系统、计算机控制系统于一体的较高技术水平的系统化结构形式。充气膜结构突出的优势是智能化管理系统,管理人员可以通过手机APP来实时检测气膜的状况,同时系统也会实时对气膜的状况发送至手机,这样的管理系统让气膜更智能化。有效的提升建筑的安全稳定性以及使用寿命。充气膜结构作为一种新型的空间建筑,具有传统建筑无法比拟的优势。特别对于需要大面积大空间的作业厂区,它比任何建筑更具有优势,因此它可广泛应用在需要大跨度作业空间。 二、大跨度膜结构施工技术的研究 (一)、土建基础

膜结构找形及节点分析

膜结构找形及节点分析 摘要:文章概要对比分析了各种膜材料的物理特性及其力学性能,膜结构形状的类型及各种类型的特点及适用范围,并着重分析了应用广泛的张拉式结构型式,简要概括了膜结构常用的找形方法和节点连接方式,最后通过上海世博挪威馆实例分析了膜结构的连接和主要的节点构造,结果表明了木结构和膜结构结合的可行性和可靠性。 关键词:膜材膜结构形状找形分析节点连接 0引言 膜结构与传统的建筑结构相比,形体多样、重量轻,可获得较大跨度的建筑空间,具有较好的经济效益。膜结构的加工和制作均在工厂内完成,仅在现场安装即可,与混凝土结构相比大大缩短了了施工工期。膜结构具有易拆,易建,易搬迁和易更新的特点,膜结构具有较低的能耗、较高的反射性和较低的吸光率,已被广泛用于大型的体育场馆和公共建筑。如美国丹佛国际机场,英国的格林威治的“千年穹顶”张拉膜结构。近年来我国的膜结构也有了较快的发展,上海八万人体育场馆成为我国第一个永久性的膜结构工程,2008年奥运场馆“鸟巢”及2010年上海世博轴的建成表明了膜结构在我国得到了较快的发展。这种独特的建筑形式得到了越来越多的关注和发展。本文主要从膜材,膜结构类型的选择及找形方法和节点连接方面分析了膜结构的特点,并结合上海世博挪威馆分析了膜结构的应用。 1膜材料物理及力学性能分析 膜材料主要有PVC膜材,PTFE膜材及ETFE膜材,其物理力学性能对比分析见表1。 表1:膜材材料物理及力学性能指标比较 2膜结构形状及特点分析 2.1 骨架式  骨架式膜结构以钢构或集成材料构成屋顶骨架在其上张拉膜材的构造形式。其下部支撑安定性高,因屋顶造型比较单一,开口不易受限制,具有经济效益高等特点,广泛应用于任何大小规模的空间。 2.2 充气式

充气膜结构体育馆应用及优势

充气膜结构体育馆应用及优势 ”气承式“充气膜结构是现代建筑结构形式中的一种,”气承式“是指用空气支撑的建筑。将设计、制作成型的建筑膜体,固定在基础梁的周边,自动化供风系统向室内充气至200pa左右正压。靠压力差使膜结构体稳定以抵抗外界风、雨、雪荷载,因无需任何梁、柱支撑,故可获得最大的使用空间。白天用自然光可不用照明。充气体育馆的三层膜结构保温技术,相当于传统三七墙的保温K值,制冷和供暖的能耗只用传统建筑的三分之一。因此,充气膜结构建筑已成为世界上最节能的建筑形式。自动供风系统采用调频技术,根据室外风压自动调节供风量,保障以最经济的方式运行。充气体育馆室内压力为自动化控制,略高于室外。因此,空气密度大、相对含氧量高。所以,欧美国家将充气体育馆普遍应用于学校和居民社区体育馆。

充气膜结构体育馆具有以下十大优势: 优势一:节能 充气膜结构建筑是北美和欧洲公认的节能建筑,可实现以极少的资源消耗而获得极大的建筑空间。良好的保温技术,使维护结构和穹顶均达到了传统建筑三七墙的保温系数,达到了以最节能的方式实现了室内运动场馆的舒适环境。借助充气膜结构的自动供风系统解决空调送风,即减少了室内空调设备的投资,也节省了日常设备的能耗。因此,充气膜结构建筑具备了卓越的节能效果。只需用传统结构体育馆的近20%至25%的空调能耗,就可达到相同面积体育馆的制冷和供暖效果。充气体育馆以最节能的方式创造了舒适的室内运动环境。 优势二:环保 建筑用膜材料是采用精细化工、纺织和复合工艺技术生产。所有原材料符合北美及欧洲标准,对人身体无任何负作用。为提高建筑膜材的化学结合力和结构稳定性,用PVDF氟涂层做膜材表面处理,确保不会与大气中的污染因素起反应。因而,使膜材形成良好的表面封闭。膜材阻燃防火、延长使用寿命抗老化、耐紫外线、耐酸碱、耐磨损和具有自动清洁等性能。充气建筑的全自动化供风系统,可有效转换新风。此外膜结构有优越的隔音效果。可以营造安静的馆内境。 优势三:安全 在北美和欧洲等发达国家,充气膜结构建筑已被安全应用了近半个世纪。整体外形的曲面结构的设计,是风阻最小的建筑。在北美为抗飓风,采用钢绳网与基础连接有效提高了膜结构建筑的抗风能力。

充气膜结构的受力分析

充气膜结构的受力分析 膜结构车棚采用的充气膜结构技术,其受力分析为解决气枕式充气膜结构在荷载作用下的变形问题,采用非线性有限元方法对气枕式充气膜结构进行形态分析的基本方法。 气忱式充气膜结构的形态分析分为找形分析和找态分析两个阶段,由此可得到满足相应要求的几何模型与应力状态. 假设密封气枕内质量一定的气体满足理想气体状态方程,在荷载作用下,内压随着体积的变化而变化。给出在一定压力作用下半球状气枕的验证算例并与材料力学中给出的理论解进行比较;基于该方法,另对气枕式充气膜结构在不同外荷载作用下的受力状态进行分析并给出相应的算例,计算结果表明采用理想气体状态方程可以模拟在外部荷载作用下气枕的变形、应力状态以及内压变化情况,且是合理有效并具有较高的准确性。 张拉膜结构的找形采用动力松弛法,对膜结构找形分析时,为了防止节点的聚集以获得更精确的膜曲面,提出了一种新的控制网格变形的找形技术。 膜单元采用平面三角形单元描述,在单元每两节点间引入了与单元边长变化速率成正比的阻尼项,通过阻尼项产生的节点力来控制网格在找形过程中的变形,对悬链面找形时发现,当黏性系数不大于0.7时,动力松弛法收敛,网格节点分布较无阻尼时均匀。 对Scherk-1ike曲面找形时发现,能够控制网格变形且满足收敛性的黏性系数的上限为1.5。此方法能够有效地解决膜结构找形分析中网格的大变形问题,保证了单元密度,尤其是克服了曲率较小处网格过于稀疏的缺陷。 文章来源:https://www.doczj.com/doc/453638325.html,/news_show_1629.html https://www.doczj.com/doc/453638325.html,/employ.asp

膜结构知识介绍

膜结构知识介绍 膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式海口海洋世界入口膜结构 1.骨架式膜结构(Frame Supported Structure)以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。青岛音乐广场 2.张拉式膜结构(Tension Suspension Structure)以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达到安定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式. 近年来,大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高,结构性能强,且具丰富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。3.充气式膜结构(Pneumatic Structure)充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得到更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度,柔韧性好的薄膜材料,是由纤维编织成织物基材,在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料,中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维,而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂(PTFE),在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。织物基材——抗拉强度,抗撕裂强度,耐热性,耐久性,防火性。涂层材——耐候性,防污性,加工性,耐水性,透光性。三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材,依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜,膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式,使用年限及预算等综合因素后决定。PVC膜(PVC-Coated Polyester)PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜,且具有材质柔软,易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层(聚氯乙烯)而成,一般建筑用的膜材,是在PVC 涂层材的表面处理上,涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic),以改善防污性。但是,经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限,依使用环境不同在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性,近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层,以改善其耐侯性及防污性的膜材。PVDF 膜PVDF是二氟化树脂(Polyvinylidene Fluoride)的略称,在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较,耐用年限改善至7~10年左右。PVF膜PVF是一氟化树脂(Polyvinyl Fluoride)的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片(laminate)加工,比PVDF膜的耐久性更佳,更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳,所以使用用途受到限制。PTFE膜(PTFE Coated Fiberglass)PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上,涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜最大的特微就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较,材料费与加工费高,且柔软性低,在施工上为避免玻璃纤维被折断,须有专用工具与施工技术。耐久性:涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定,不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后,不会引起强度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高,耐久性在25年以上。防污性:因涂层材为聚四氟乙烯树脂,表面摩擦系数低,所以不易污染,可藉由雨水洗净。防火性:PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性,可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。四、工程应用体育设施—体育场馆、健身中心等交通设施—机场、火车站、公交车站、高速公路收费站、加油站等文化设施—展览/会议中心、剧场、博物馆、动物园、水族馆等观景设施—建筑入口、泳池小品、小区长廊、户外广场、

充气膜结构建筑的特点以及特性有哪些

充气膜结构建筑的特点以及特性有哪些? 近年来,环保逐渐被重视,新型建筑气膜的优势也被得到了认识,在各个领域收到了广泛的应用,比如在煤电厂,火力发电厂,气膜物流仓储,体育场馆,作业车间,展览馆等行业,充气膜建筑是用特殊的建筑膜材做外壳,配备一套智能化的机电设备在气膜建筑内部提供空气的正压把气膜建筑主体支撑起来的一种建筑结构系统。下面就为大家介绍一下充气膜结构建筑的特点以及特性有哪些? 气承式膜结构采用高强度、高柔性的薄膜材料为主要材料,利用密封空间内的空气压力支撑原理,将膜材的外沿固定在地面基础上或者屋面结构周力上,利用充气系统将大量空气送入气膜内部空间,当气膜内压力大外气膜外压力时,就产生一定的气压差,气膜内气体就能将膜材支撑起来覆盖在地面或者屋面上,形成无梁无柱的空间结构。使得其内部拥有大空间。内部空间结构宽广,可实现180米跨度。 建造周期超短:与其它建筑相比,充气膜结构建筑减少了支承结构和构件的制作及安装工序,仅需制作完整的充气膜结构即可,这样可以大大减少建设周期,一般气膜从土建基础到完成装置整个过程一般在2-3个月左右。 环保节能:充气膜建筑虽然结构相对简单,但是膜结构材料构本身拥有自重轻、抗风、防腐蚀等特点,所以能做到节能环保,而且气膜内的空气净化体系,可将雾霾和污染空气挡在馆外,让馆内实现恒湿恒温的效果。

气膜建筑在我国还属于临时性建筑,都是按照临时建筑报建,不需要按照传统建筑那样办理正规报价手续。所以气膜建筑易于报建,审批手续简单。气膜建筑在施工之前无需办理建设工程规划许可手续,设计安装单位也不需要具备相应资质,项目验收由施工单位和业主自行负责。

充气膜结构建筑适用于污染排放行业环保治理

充气膜结构建筑适用于污染排放行业环保治理 在我们的生活中空气污染环境也越来越严重,有一部分的粉尘污染来源于煤炭厂的煤尘外扬。对于煤场封闭有两种解决方案:一、充气膜全封闭二、膜结构半封闭。随着气膜建筑技术的不断发展,气膜式全封闭技术不仅运用于煤炭厂封闭,在火力发电厂煤场封闭改造中也有了一定程度的应用。 封闭式气膜结构是完全封闭,无煤灰外溢,靠气膜内外部的气压差来支撑整个气膜结构,无承重结构,气膜结构的材料和固有的柔性,没有受弯、受扭和受压的构件,单位面积重量轻,对基础要求较低,几乎可以在任何条件的地面、建筑物屋顶等场合建造。气膜基础固定在条形浅基础顶部,设置充气系统、灯光照明系统、瓦斯安全监测排放系统、粉尘降除尘及过滤系统。同时设置两个汽车通道进出大门、四个人员进出气密门、四个消防应急密闭门。 气膜建筑采用高强度的膜材为主要材料,煤场封闭可采用单层膜结构,利用密封空间内空气压力支撑原理,建造的大跨度的无梁无柱建筑空间。可以帮助工矿企业快速治理扬尘、噪音等污染问题,帮助企业解决环保难题。根据企业生产需要,气膜建筑的便捷性可在不同地点多次搬迁拆装,场地要求不高,部署灵活性好。 对于高排放、高污染行业企业无疑将面临设施设备换代升级的选择,而工矿企业开采、加工、储运的特殊性,需要对煤尘外扬问题进行相关设备的安装处理,满足环保、轻便、安全、移动生产和低成本建设的需求。 施工快捷、成本低,跨度大,内部不需要承重结构。斗轮机在内部运行不受影响,设备不需要改造,不影响煤场正常生产运营。膜材本身具有自洁性、耐腐

蚀性,在寿命期内防腐和清洁的维护工作量较少。使用寿命一般为20年左右。气膜膜材使用PVDF膜材,耐各种强酸强碱腐蚀,耐老化,在使用期内不用做特别的维护,一方面具有“自我清洁”的功能灰尘不易粘在其表面上,另一方面能延长膜材的寿命。

充气膜结构气膜体育馆需要哪些基础设施

充气膜结构气膜体育馆需要哪些基础设施? 发展体育运动,增强国民体质,是我国体育工作的根本任务。在体育产业快速发展的当前,流行的体育项目、健身方式在不断更新,体育场馆设施也需要随之更新换代,新型充气膜结构气膜体育馆的出现解决了体育场馆营造审批难、周期长、门槛高的问题,有助于建设灵活多样的体育场馆,提高人均体育场馆面积。 目前,充气膜结构气膜建筑应用领域非常广泛,凭借建造快、综合造价低、可利用空间大等优势。适用于体育、工业、环保、仓储、应急救灾场所等。一个没有任何钢架支撑结构的新型充气膜结构建筑,随着社会的发展,在我国各地区如雨后春笋般的拔地而起。 气膜体育馆需要哪些基础设施? 气膜体育馆属于临时性建筑,我国还没有把气膜建筑纳入建筑规范来管理。各地政府在建筑审批时,都是按照临时建筑报建,不需要按照传统建筑那样办理正规报价手续。所以气膜建筑易于报建,审批手续简单,在工程施工方面要重视施工前的准备工作,因为前期的准备工作是任何一个项目后期施工顺利与否的基础,准备工作做得好坏直接影响工程施工进度、施工质量及施工安全等。准备工作以及基础设施主要从前期设计,建造面积,机械设备准备、人员准备、材料准备,基础搭建场地设施等方面来进行。 气膜体育馆主要由膜材和基础设施组建而成,是继砖、石、混凝土、刚和木材的第六种建筑材料——气膜。以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层,配以PVC组成的具有稳定的形状,并可承受一定荷载的建筑纺织品。内部设有智能管理系统对气膜体育馆内部温度,湿度,气压等数据进行监控。气膜建筑比传统建筑造价低、维护成本低。日常维护气膜的维护工作人员就可以完成。是符合国家低碳、绿色、环保、节能等的建筑形式。 国内开启移动式体育场馆的新模式越来越成熟广泛,随着全民健身热潮的兴起,中成空

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