




膜结构的设计主要包括那些内容
膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度,抗剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。
膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大,且随着形状的改变,荷载分布也在改变,因此要计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少,这就要求施加初始张应力的程度要满足在不利荷载作用下应力不致减少到零,即不出现皱褶。
因为膜材料比较轻柔,自振频率很低,在风荷载作用下极易产生风振,导致膜材料***,如果初始预应力施加过高,膜材涂变加大,易老化且强度储备少,对受力构件强度要求也高,增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面,如何通过二维材料的裁剪,张拉形成所需要的三维空间曲面,是整个膜结构工程中关键的一个问题,这正是裁剪分析的主要内容。
膜结构造价通常主要由钢结构和膜材部分组成:
"膜材部分"膜材的品种较多,目前市场应用的室外建筑膜材主要有PVDF膜材、PTFE(玻纤)膜材及ETFE膜材,其中PVC(PVDF涂层)膜材应用很多,主要以进口法国、意大利、日本、德国、美国、韩国居多。 由于膜材的品种不同,产地不同、厂家不同,价格成在较大的差异,不同的建筑造型、不同的使用地域、不同的荷载要求,对膜材的强度要求不同,所选择膜材的品种不同,在经过设计师的设计与力学计算后,根据膜结构的受力要求,使用年限、使用环境选择不同强度的膜材。
钢结构部分是总造价的重要组成部分之一,不确定因素有以下几种情况:
影响膜结构造价的因素有哪些?
(一)、建筑面积
建筑面积的变化对工程造价有着直接的关系。随着建筑面积的增大,构成项目的实物工程量(例如风荷载、(雪荷载)柱梁的改变、基础受力等)相应也会增加;
(二)、建筑高度
随着高度的增加,必然会相应荷载增加,从而增加钢材的用量,同时吊装费用也会增加。按照定额标准的垂直机械费计价规则测算,机械吊装运输费、超高费是根据不同的高度类别按照平方米单价包干综合取定的;
(三)、装环境
安装费含机械吊装费,人工作业费,电费,不同的吊装环境与条件而吊装价相差较大。而吊装臂距不同,选择的吊机吨位不同,吨位越大,费用越高;
(四)、其他因数
1、材质价差:方钢与圆钢的价格也有差异,Q235与Q 345的价差较大;
2、钢材市价:钢材的价格上下浮动,不同时期价格不同;
3、加工费:加工费含人工费、机械费、场地费、及辅件费;
4、第二次运输费:加工厂与工地的运输距离,运输条件不同而不同;
5、南北的雪荷载、风荷载不同,受力不同而结构不同;
膜结构屋面的大特色:
一:采光系数高
1、照射到屋面的阳光以漫射光的方式透射到室内。
2、内部看屋面成为一个接连的光亮面,其强度因屋面与太阳的相对位置而变化。
3、膜结构屋面室内空间的采光系数(即室内外外表天然光日照水平之比)一般可高达10%;
4、而传统建筑,光线只能从有限的采光窗进人室内,即便在阴天,膜结构室内的光照水平也可以满足大多数活动的基本要求。
二:颜色感好
1、室内活动人员对白色或米白色膜材会有很好的颜色感知,这两种颜色对可见光具有线性光谱透射的特色。
2、透射光谱与纤维及其特性、涂层的厚度以及附加面层有关。
三:没有眩光
因为进入膜结构屋面室内的透射光和反射光都是漫射光,不太可能呈现眩光,但要考虑玻璃采光区的安置及遮阳以防止其直射光造成眩光。
