煙囪美化施工鋼筋混凝土煙囪美化工程薄殼既能承重又能起圍護(hù)作用，這方面還是有很大優(yōu)點(diǎn)的。但是鋼筋混凝土畢竟太重，澆筑也費(fèi)時(shí)費(fèi)工，能不能找到一種又輕又便于施工的結(jié)構(gòu)呢？本世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)的膜結(jié)構(gòu)為解決這個(gè)問(wèn)題開辟了一條新的途徑。
煙囪美化工程其實(shí)膜結(jié)構(gòu)由來(lái)已久，早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們利用獸皮建造的帳篷便是最原始的膜結(jié)構(gòu)。以后在一些臨時(shí)性的建筑物中，如野營(yíng)帳篷、馬戲大棚、倉(cāng)庫(kù)等也不斷采用象帆布一類的材料建成膜結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)代的新型膜結(jié)構(gòu)卻與此有著本質(zhì)性的差別，首先是材料不同，它是專門為覆蓋建筑物而開發(fā)的“建筑織物”不但厚度極薄，但卻具有相當(dāng)高的強(qiáng)度，而且還有滿足建筑上使用功能的一系列優(yōu)點(diǎn)。其次是受力情況不同，當(dāng)今膜結(jié)構(gòu)的膜材在施工完畢后或是受力時(shí)都是繃緊的，即要承受相當(dāng)大的拉力。在這方面，膜與懸索一樣都是以受拉為主的結(jié)構(gòu)。目前國(guó)外已經(jīng)有一些200m以上跨度的體育場(chǎng)都采用了膜結(jié)構(gòu)，因此膜結(jié)構(gòu)就再也不能被看作是帳篷一類的臨時(shí)性建筑，而是登堂入室，擠身于永久性建筑的行列。采用膜結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問(wèn)題在于材料。目前的膜材以高強(qiáng)的織物和涂層構(gòu)成的復(fù)合材料為主。這是以抗拉強(qiáng)度高的人造纖維絲平織成的織物作為基材，然后在織物表面涂敷防護(hù)性能好的涂層，使膜材具有良好的耐久、防火、氣密等特性。當(dāng)前在國(guó)際上最常用的膜材有兩種，以聚酯織物為基材、聚氯乙烯樹脂為涂層的膜材在膜結(jié)構(gòu)發(fā)展早期應(yīng)用得較多，屬于中檔材料。它具有一定的抗拉強(qiáng)度與阻燃性，但彈性模量較低、耐久性也較差，使用壽命一般在5~10年。由于價(jià)格便宜，加工制作容易，多用于中、小跨度的臨時(shí)或半臨時(shí)的建筑中。另外一種高檔材料是以玻璃纖維織物為基材，涂敷以化學(xué)穩(wěn)定性很好的聚四氟乙烯。這種膜材不僅強(qiáng)度高，而且防火性能可達(dá)到不燃。在滿足使用條件上，也具有很好的透光性、自潔性和耐久性，使用壽命達(dá)25年。它是在永久性膜結(jié)構(gòu)中應(yīng)用得最廣泛的一種膜材。用在建筑上的膜材，厚度一般為0.5~0.8mm,重量約為0.5~2.0kg/㎡，僅此薄薄一層就代替了傳統(tǒng)的鋼筋混凝土屋面板或壓型鋼板屋面，其重量只有一般屋蓋的1/10~1/30,這在屋蓋的構(gòu)造上是一個(gè)飛躍。
煙囪美化工程膜結(jié)構(gòu)按其支承方式的不同，可分為空氣膜結(jié)構(gòu)、懸掛膜結(jié)構(gòu)、骨架支承膜結(jié)構(gòu)和復(fù)合膜結(jié)構(gòu)幾種不同的形式
1.空氣膜結(jié)構(gòu)
這是向氣密性好的膜材所覆蓋的空間輸送空氣，利用內(nèi)外空氣壓力差，使膜材處于受拉狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就具有一定的剛度來(lái)承受外荷載，因此也叫充氣結(jié)構(gòu)。空氣膜結(jié)構(gòu)又可分為氣承式和氣脹式兩種。跨度較大時(shí)可采用氣承式，平面多為方形、矩形、圓形或楠圓形(圖7-21)。屋面的拱度一般都做得比較低，以減小風(fēng)壓，但也有將外墻和屋頂連成一體做氣膜結(jié)構(gòu)往往要在建筑平面的對(duì)角線方向布置交叉的鋼張掛起來(lái)，跨度大時(shí)鋼索還起加勁作用。然后利用鋼索向膜面施加張力將膜繃緊，這樣就形成了一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)（圖7-22)。
3.骨架支承膜結(jié)構(gòu)
利用拱或者網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)作為支承點(diǎn)，將膜材放在上面并繃緊，就可得到另一種膜結(jié)構(gòu)(圖7-23)。這實(shí)際上是以鋼骨架代替了空氣膜結(jié)構(gòu)中的空氣，對(duì)于平面為方形、圓形或矩形的大跨度建筑都很適宜。耗鋼量雖然要比空氣膜結(jié)構(gòu)多一些，但日常的運(yùn)行費(fèi)用卻要少多了。
4.復(fù)合膜結(jié)構(gòu)
這是近年來(lái)發(fā)展的一種新型結(jié)構(gòu)體系，適合用于圓形或桐圓形平面的建筑上。由于它是由鋼索與膜材共同組成，也叫做索竅頂。這個(gè)體系包括連續(xù)的拉索和不連續(xù)的壓桿，在荷載作用下，力從中心受拉環(huán)或銜架通過(guò)放射狀的徑向脊索、谷索、環(huán)向拉索、斜拉索傳向周邊的受壓環(huán)梁。扇形的膜面從中心環(huán)向外環(huán)方向展開，由鋼索施加拉力而繃緊，固定在壓桿與索接合處的節(jié)點(diǎn)上（圖7-24)。在國(guó)外已有好幾座100m到200多米的體育館采用了這種復(fù)合膜結(jié)構(gòu)。
由于目前國(guó)內(nèi)還不能生產(chǎn)專用的建筑織物，膜結(jié)構(gòu)真正用的還不多，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這是一種很有發(fā)展前途的空間結(jié)構(gòu)。
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