膜結構工程是應用于建筑工程領域的一個類別。由膜結構造型設計、教育分析、裁剪設計、膜成品制作安裝、支撐結構或建筑制作安裝工程組成。它是一門集建筑、工程結構、材料等學科為一體的多學科交叉應用工程。
膜結構工程的特點:
膜結構作為一種建筑體系,其工程特性主要取決于形狀和膜材料的性能。因此,膜結構可以出傳統建筑系統無法實現的實用方案。
1.重量輕:膜材張拉結構自重小的原因是,它取決于預應力承載力的形式,而不是材料來維持結構的穩定性。因此,其自重比傳統建筑結構小得多,但穩定性好。建筑師可以利用其輕量化和大跨度的特點來設計和組織結構的細節,從而將其輕量化和穩定的結構特點有機地統一起來。
2.透光率:透光率是現代膜結構Zui公認的特征之一。膜材料的透光率可以為建筑提供所需的亮度,這對建筑節能非常重要。對于一些需要多光線和高亮度的商業建筑來說,這一點尤為重要。通過對自然光和人工采光的綜合利用,膜材料的透光性可以為建筑設計提供大的審美空間。在夜間,半透明將膜結構變成一個光的雕塑。
膜材料的透光率由其基纖維、涂層和顏色決定。標準膜材料的光譜透過率在10%-20%之間。一些膜材料的光譜投影比可以達到40%,而另一些膜材料是不透明的。薄膜材料的透光率和光色的選擇可以通過涂層或表面層的顏色進行調整。
通過薄膜材料與透明隔熱材料的適當組合,使隔熱多層膜具有透光性。即使光譜透過率只有幾個百分點,薄膜層仍然是明亮的,對肉眼來說是透明的,具有光層的外觀。
3.柔性:張拉膜結構不是剛性的,在風荷載或雪荷載作用下會變形。膜結構通過變形來適應外部荷載。在這個過程中,膜結構表面在荷載作用方向上的曲率半徑將減小,直到它能夠抵抗荷載。
膜結構的柔韌性使其在載荷下能承受良好的形狀。當然,結構的布局和形狀應該根據荷載進行設計和調整。設計應確保膜結構集中,結構破壞的臨界值。
張拉結構的靈活性使其能夠在不發生變形的情況下產生大位移。膜材料的彈性特性和預應力水平決定了膜結構的變形和響應。適應大自然靈活多變的特點,可以激發人們的建筑設計靈感。
不同膜材料的柔韌性程序也不同。有些膜材料是柔性的,不會因折疊而產生脆化或損壞。這些材料是實現可移動和可展開結構的基礎和前提。