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建筑膜材（膜布）抗拉強(qiáng)度等級(jí)與膜材（膜布）的厚度“無關(guān)”

不同于鋼材，織物類膜材是非均質(zhì)的各向異性的材料，力學(xué)性能取決于其織物基材。不同的纖維種類、不同的紗線規(guī)格、不同的編織方法，決定了膜材的力學(xué)性能不同。

膜材料之：紡紗織布：

西安勃發(fā)膜材（膜布），在其生產(chǎn)過程中，厚度t 是一個(gè)自變量。同時(shí)，由于膜材厚度本來就很小，測(cè)量的誤差會(huì)比較大。所以在表達(dá)膜材力學(xué)特性參數(shù)時(shí)，一般 用單位面積，而是用單位寬度來表示，這樣更加直觀，而且更加準(zhǔn)確。如：初始預(yù)張力的單位是kN/m或N/mm。注意，這里用的詞是張力而不是應(yīng)力，應(yīng)力的單位是kN/m2或N/mm2�！赌そY(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS158 依據(jù)膜材的極限抗拉強(qiáng)度值，將膜材分了幾個(gè)等級(jí)，便于應(yīng)用。膜材強(qiáng)度的單位為N/5cm（這與膜材強(qiáng)度的測(cè)試方法有關(guān)）。確定膜材強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，依據(jù)的是極限抗拉強(qiáng)度值，而膜材厚度和重量?jī)H是一個(gè)參考。

在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般是根據(jù)計(jì)算所得的膜面張力，乘以安全系數(shù)（《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》按照我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，將安全系數(shù)換算為分項(xiàng)系數(shù)），然后比照膜材的極限抗拉強(qiáng)度，直接選取膜材等級(jí)。此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)這種情況，不同廠商的某兩個(gè)型號(hào)的膜材，極限抗拉強(qiáng)度一樣，但膜材厚度和重量不一樣。而選取膜材等級(jí)時(shí)我們只看極限抗拉強(qiáng)度，不看厚度，也可以說與膜材厚度“無關(guān)”。

同樣，索也是非均質(zhì)材料。鋼絲繩、鋼絞線、鋼絲束，怎么區(qū)分？

由于構(gòu)成索的鋼絲材質(zhì)不同、強(qiáng)度不同、絲徑不同、扭轉(zhuǎn)角不同、孔隙率不同，因此，在索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般不會(huì)用索的截面積乘以鋼絲抗拉強(qiáng)度得到索的抗力去確定索的直徑。而是根據(jù)計(jì)算所得的索拉力，乘以安全系數(shù)，然后比照成品索的 小破斷力，直接選取

索規(guī)格。同樣會(huì)出現(xiàn)這種情況，不同廠商的成品索 小破斷力一樣，但索的直徑不一樣。而選取索規(guī)格時(shí)我們只看 小破斷力，不看直徑，可以說與索直徑“無關(guān)”。

當(dāng)然，同一廠商還是膜材越厚強(qiáng)度越高、索直徑越大強(qiáng)度越高。這里所說的與膜材厚度“無關(guān)”，與索直徑“無關(guān)”，是因?yàn)樵谶x取膜材等級(jí)時(shí)用的是膜面張力而不是膜面應(yīng)力，選取索規(guī)格時(shí)用的是索拉力而不是索應(yīng)力。

甚至可以說，在相同極限抗拉強(qiáng)度下，膜材越薄說明生產(chǎn)工藝水平越高；相同 小破斷力下，索直徑越小說明制作工藝水平越高。

膜結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展依賴于膜材的技術(shù)革命和施工技術(shù)發(fā)展。從歷史角度來看，材料技術(shù)的革命為建筑帶來越來越多的創(chuàng)意，也帶來無窮無盡的高要求。從現(xiàn)代主義到后現(xiàn)代主義，再到解構(gòu)主義建筑理論，甚至所謂混沌理論，無一例外地要求材料 ，而每次材料革命又給建筑學(xué)添加更多新的創(chuàng)作語(yǔ)言。?

結(jié)構(gòu)膜材的性能 ：

　　用于膜結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)度柔韌性薄膜稱為膜材，結(jié)構(gòu)膜材有織物膜材和箔片膜材兩大類。目前，織物涂層膜材是主流材料，它是一種 高強(qiáng)度的涂層織物，由織物和涂層復(fù)合而成，具有質(zhì)地柔韌、厚度小、重量輕、透光性好的特點(diǎn)。對(duì)自然光有反射、吸收和投射能力，難燃或阻燃，具有良好的耐久、防火、氣密等特性 性好，具有較好的自潔性能。?

膜結(jié)構(gòu)采光頂?shù)膬?yōu)點(diǎn) :

膜結(jié)構(gòu)是一種非傳統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)形式，膜結(jié)構(gòu)采光頂根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為三類，即骨架式膜結(jié)構(gòu)采光頂、充氣式膜結(jié)構(gòu)采光頂和張拉式膜結(jié)構(gòu)采光頂。其實(shí)，膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也迥異于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，要求建筑師與結(jié)構(gòu)工程師緊密配合、相互協(xié)作。一般而言，膜結(jié)構(gòu)屋頂與傳統(tǒng)的建筑屋頂相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：?

　�。�1）自重輕。膜結(jié)構(gòu)采光頂要比傳統(tǒng)玻璃、鋁板等建筑采光頂輕一個(gè)或幾個(gè)數(shù)量級(jí)，單位面積的結(jié)構(gòu)自重也不會(huì)隨規(guī)模、跨度的增加而明顯增加�？拐鹦�、耐候性好，使用壽命長(zhǎng)。

　�。�2）造型優(yōu)美，富有時(shí)代氣息。膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)美造型是力平衡后自然形成的，“找形”是膜結(jié)構(gòu)采光頂建筑藝術(shù)美的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，是由建筑師和結(jié)構(gòu)工程師共同完成的，打破了傳統(tǒng)的“先建筑，后結(jié)構(gòu)”的做法。膜結(jié)構(gòu)采光頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)與造型、技術(shù)與藝術(shù)得到了 的結(jié)合和高度的統(tǒng)一，因此又被稱為藝術(shù)采光頂或藝術(shù)外維護(hù)結(jié)構(gòu)。?

　�。�3）施工速度快。膜片的裁剪制作、鋼索和鋼結(jié)構(gòu)的制作均在工廠內(nèi)完成，在施工現(xiàn)場(chǎng)只是鋼索、鋼結(jié)構(gòu)及膜片的連接安裝及張拉的過程，故在現(xiàn)場(chǎng)的施工安裝比較文明，且安全快捷。?

　　（4）經(jīng)濟(jì)效益明顯。就目前來看，膜結(jié)構(gòu)采光頂可能 次投資稍大，但由于此類結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)費(fèi)用少。因此，膜結(jié)構(gòu)采光頂?shù)慕?jīng)濟(jì) 與規(guī)模、跨度和技術(shù)難度成正比的，大跨度建筑及高層建筑中其 只是玻璃的2/3，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)25年。易建、易拆、易更新。?

　�。�5） 膜材料一般都是阻燃材料，防火性優(yōu)，自重輕，抗震性能好。膜材是柔性面材，不像玻璃容易破碎，無墜落傷人之憂,膜結(jié)構(gòu)采光頂也不會(huì)有整體倒塌之慮。?

膜結(jié)構(gòu)采光頂?shù)慕ㄖ?

　　1． 膜面雨水的排放?

　　膜結(jié)構(gòu)采光頂應(yīng)有足夠的坡度以妥善解決排水和積雪問題，以免引發(fā)重大工程事故。通常，膜面的坡度應(yīng)不低于1:10。多數(shù)膜結(jié)構(gòu)采用無組織排水方式，此時(shí)應(yīng)注意雨水對(duì)地面和墻面的污染。利用建筑物自身的某些形狀特點(diǎn)，可設(shè)置有組織排水。?

　　2． 防火與防雷?

　　PTFE膜材是不可燃材料，PVC膜材是阻燃材料。對(duì)于 性建筑，宜優(yōu)先 不可燃類膜材。當(dāng)采用阻燃類膜材時(shí)，應(yīng)根據(jù)消防部門的要求采取適當(dāng)措施。例如，應(yīng) 建筑物的頂棚與地板之間的距離在8m以上，并且避免膜材及其連接件與可能存在的火源接觸。建于建筑物頂層或空曠地段的膜結(jié)構(gòu)要采取防雷措施。?

　　3． 采光?

　　膜材的采光性較好，在陽(yáng)光的照射下，由于漫散射的作用，使建筑物內(nèi)部呈現(xiàn)明亮效果，因而在白天通常不需要照明。這一特點(diǎn)使得膜結(jié)構(gòu)特別適用于體育館、展覽廳和天井等對(duì)采光要求較高的建筑物。當(dāng)采用內(nèi)部照明時(shí)，燈具與膜面應(yīng)保持適當(dāng)距離，以防止燈具散發(fā)出的熱量將膜面烤焦。?

　　4． 聲學(xué)問題?

　　膜結(jié)構(gòu)的聲學(xué)問題包括對(duì)內(nèi)部聲音的反射和對(duì)外部噪聲的屏蔽兩方面�？椢锬げ膶�(duì)聲波振動(dòng)具有很強(qiáng)的反射性，這種反射性會(huì)使音樂聲音變得惡劣，并使人很難聽清講話內(nèi)容。對(duì)于某些具有內(nèi)凹面的建筑，如充氣膜結(jié)構(gòu)或拱支式膜結(jié)構(gòu)，頂棚會(huì)使聲波反射匯集。另外，聲波穿過織物膜材時(shí)的