张拉索膜结构建筑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。张拉索膜结构的7个主要特性如下:
1. 造型和色彩的多样性
作为一种柔性材料,其在建筑上的造型变化多端,是其它材料所不能比拟的,因此也造就了膜结构多变的特性,充分体现出建筑形体塑造力和轻盈、飘逸的动感曲线外观。材料的多系列色彩进一步丰富了建筑的整体造型,材料的色彩同时具有很好的色牢度和耐久度,使张拉索膜结构建筑完全摆脱了一种单色调枯燥重复,使得建筑更丰富多彩。
2. 结构的轻巧性
张拉索膜结构体系的基本组成单元为支承柱,张拉索及膜材。钢索在周边对膜施加张拉应力形成双曲抛物面的受力状态,膜片兼有结构受力与建筑屋盖隔断室内外环境的双重功效。张拉膜结构自身重量轻,仅为钢结构的1/8,混凝土结构的1/40。张拉索膜结构对水平方向作用的地震力与风力有良好的适应性,结构自身有吸收地震力与风力的机理。
3.透光性及抗热辐射性
膜材的半透明度与混凝土或钢质顶盖的不透明的效果形成了截然不同的效果,后者使活动区域变得昏暗,使明暗区之间产生令人不适的明暗反差。膜材的半透明度给视觉带来了较大的舒适,其透光率从10%-21%,从而提高了免费的日光照明,节约白天光照能源。穿过膜的光线被**地散射,再现了其下空间的真实色彩。膜材的高反射率(75%左右)避免了大量的热辐射,减少了热量传递,其遮荫系数为0.12左右。
4.材料的耐久性
膜材,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,涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂(PVC),聚四氟乙烯树脂(PTFE),二氟化树脂(PVDF)等。
通过德国ENKA实验证实,面料涂层的厚度与面料的寿命直接有关联,在达到一定的涂层厚度后,面料的剩余强度在二十年内没有任何变化。
5.较强的建筑可识别性
正是膜材半透明这一特性使得膜结构在夜间成为一道亮丽的风景线。通过灯光调控,膜**通透发光,可形成异彩纷呈,有别与传统建筑的*特夜景效果,从而具有较强的建筑可识别性和标示性,其景观效应是任何其他形式的建筑所达不到的。
6.保护环境
根据膜材本身结构特点,膜材料在生产过程中,通过**工艺可以进行完全的分解,从生产线分离的布基和PVC颗粒可以马上直接应用于无纺布的织造工业和塑料加工工业,不造成对环境的污染。所以,膜结构完全符合环境保护和再生循环要求。
7.投资的经济性
张拉索膜结构的安装过程,首先在工厂制成大块膜布并实施有效管理,这样现场作业时间及整个系统的其它费用就会减少,同时使建筑及时被遮盖,室内的装修可尽快展开,对于较大规模的建筑,每次安装的膜块可为1000至1500平方米不等。整个安装过程比其它屋面材料可节约工期约70%-80%,节约的施工费用亦相当可观。
较小工作内压是指在正常气候和使用条件下,保持张拉膜结构稳定所需的较小压力值。当恒荷载被分散到一定的影响区域时,较小工作内压应**过单位面积上恒荷载的较大值。
正常工作内压是由设计人员确定的一个压力范围,在正常工作内压下,结构在常遇荷载作用下能够保持稳定。正常工作压力应根据使用情况和进出情况,在较小工作 内压至较大工作内压之间变化。在公共聚会场所,为保证环境的舒适度,应适当减小出入口处的风速和作用在门上的压力,工作内压不宜**过287Pa。对主要用 于仓储的场所,当车辆进出时工作内压值可以取大一些,以保证张拉膜结构的稳定性。
锚固体系应根据张拉膜结构的性质(临时性、办临时性或*性)选择。基础锚固体系在拉力或浮力作用下易产生短期和长期徐变,从而使上部张拉膜结构体系和基础锚固体系间产生不确定的附加荷载作用。应认真设计空气支承张拉膜结构的所有锚固构件。
出入口处的门框与周边的膜应分别设计,以保证门框不受到张拉膜结构变形的影响。此外门框与膜的连接,应做到在门框结构受荷载变形时不会使周边的膜产生过大的应力。