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            膜結構看臺的設計

            膜結構看臺是一種特殊的現代建筑結構,它是以高強度柔韌性薄膜材料與張拉體系相結合,形成的具有一定剛度的空間結構體,是集建筑學、結構力學、精細化工與材料科學為一體的高科技工程,廣泛應用于體育健身設施、文化娛樂設施、交通運輸設施、工農業建筑及標志性建筑中。在發達國家,膜結構應用已有50多年的歷史,發展勢頭強勁;在我國,其理論和實踐才剛剛起步。


            膜結構建筑中常用的膜材料是PTFE膜材料和PVC膜材料。PTFE膜材料是指在用極細的玻璃纖維編織成的基布上涂抹PTFE(聚四氟乙烯)樹脂而形成的復合材料,其特點是:強度高、耐久性好、防火阻燃、自潔性好,而且不受紫外光的影響,使用壽命在20年以上;具有高透光性,透光率為13%,而且透過膜材料的光線是自然散漫光,不會產生陰影,也不會發生眩光;對太陽能的反射率為73%,因而吸收熱量少,即使在夏季太陽暴曬的情況下,建筑內部也不會受太大影響。


            PVC 膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC(聚氯乙烯)樹脂而形成的復合材料,PVC膜材料的強度及防火性與PTFE 相比具有一定差距,使用年限一般在7到15年。為了解決PVC膜材料的自潔性問題,通常在PVC 涂層上再涂抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF 膜材料。


            膜結構看臺的體育場看臺膜結構懸臂長度大,屋頂重量輕,支撐點少。關鍵問題是如何比較好的增加結構的整體剛度,如何合理利用索膜預應力。近年來,隨著學校體育設施的不斷完善,一些大中型看臺將先考慮膜結構方案。由于膜結構支架跨度大、膜材料新,其膜結構設計過程相對的獨立。


            膜結構看臺設計過程包括五個步驟:預處理、找形設計、載荷分析、切割設計、下部結構設計和驗算。在找形和切割分析中,需要軟件來分析薄膜材料的大變形和非線性。目前,許多膜結構公司都開發了自己的膜結構分析軟件。

             

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