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膜结构车棚设计-膜结构车棚制作

有 效 期: 长期有效
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详细说明

从帐篷到性建筑

过去人们习惯地把膜结构看作是个帐篷,而帐篷只能算是一个临时性建筑--不够牢固、不能防火、又不能保暖或隔热。如今对采用膜结构的帐篷却要刮目相看了,其中的关键问题就是材料。
当初大阪博览会上的美国馆,由于是临时性的展览建筑,采用的膜材是涂覆聚氯乙烯(PVC)的玻璃纤维织物,算不上先进,但在强度上也经受了两次速度高达每小时140km以上台风的考验。通过这个工程使设计者认识到,需要一种强度更高、耐久性更好、不燃、透光和能自洁的建筑织物,70年代美国制造商开发的玻璃纤维织物即满足了如上的要求。主要的改进是涂覆的面层采用了聚四氟乙烯(PTFE,商品名Teflon一特氟隆)。这种材料于1973年应用于美国加利福尼亚拉维思学院一个学生活动中心的屋顶上。经过20多年的考验,材料还保持着70-80%的强度,仍然透光并且没有褪色,拉维恩学院膜结构的使用经验表明,涂覆PTEE面层的玻璃纤维织物,不但有足够的强度承受张力,在使用功能上也具有很好的耐久性,从乐观的估计来说,这种材料的使用年限将远不止当初所估计的25年。
与此同时,一种价格比较低、涂覆PVC的聚酯织物在性能上也有很大的改进。制造商在原来的涂层外面再加一面层,比较成熟的有聚氟乙烯(PVF,商品名Tediar)和聚偏氟乙烯(PVDF),这种面层不但能保护织物抵抗紫外线,而且大大地改进了自洁性,这样就把聚酯织物的使用年限提高到15年;得以在性建筑中使用。
1975年在美国密执安州庞提亚克兴建了平面尺寸243.9X183m的银色穹顶,这是次将气承式膜结构应用于性的大型体育馆。其后在北美地区,类似的膜结构就建了9座,其中象美国的明尼阿波利斯和加拿大的温哥华均位于北方地区。虽然象这样的充气结构也发生过几次不愉快的坍塌事故,但是膜结构终于登堂入室,进入性建筑的行列。日本在徘徊了10多年之后,也在1988年修建东京后乐园棒球场时采用了气承式膜结构。
早期修建的膜结构大多是开敞式或位于气候温和的地区,还没有充份发挥膜材的围护能力,那么在寒冷和多雪地区,将是对膜结构作为性建筑的真正考验。1983年在加拿大加尔格里建成的林赛公园体育中心就是一个例证。在这座椭圆形的建筑中,游泳馆和田径馆各占一半,以一根横跨122m的格构式钢拱将两者分开。在钢拱与周边圈梁之间的钢索网支承着折线形的膜材屋面,采用涂覆PTEE的玻璃纤维织物,索网下设有纤维棉的保暖层,屋顶不但能防寒,还能透过4%的光线,这就足以在白天不用人工采光。此外在保暖层下面还有一层很薄的蒸气绝缘层,能起吸音作用。
位于号称日本雪国的秋田县,最深积雪可达150cm。1990年建造了天空穹顶体育馆,其外形从球体截取,长边为130m、短边为100m。这座体育馆的设计构思来源于当地的雪窑洞,但置身其中又有在户外的感觉。屋盖承重是正交的格构式空间拱系,沿长方向采用空腹拱并设有钢索,沿短方向采用钢管拱。长向钢索被用来对膜面施加张力,同时与骨架在屋面形成V形槽沟,以便于雪滑落。紧贴屋面的钢管拱被用作输送暖风的通道,既起到融雪的作用,也解决了膜面的结露问题。膜材为单层玻璃纤维织物,透光率可达10%,在场中仰望屋顶,给人以通透明亮的感觉。在寒冷地区建造大跨度膜结构,秋田天空穹顶是一个成功的范例。

 

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