气枕式膜结构的防火性能
BARTLE对ETFE气枕的应力-应变以及位移等力学性能进行了数值分析。NAKAI对ETFE气枕的试验研究与研究方法进行了归纳,并考虑了内压被动变化对气枕设计的影响 。CHILTON 等对ETFE气枕几何形态和构造对建筑节能的影响进行了分析,考虑了气枕不同的形状 、大小以及构造。LUCAS 等对 ETFE 气枕的材料性能和力学性能进行了研究, 并利用了有限元进行模拟。吴明儿等对 ETFE 膜材的单向拉伸 、双轴拉伸 、循环拉伸进行了试验研究,并考虑了高 、低温环境、拉伸速率、积水效应对材料性能的影响,分析了膜材的拉伸强度、焊接强度、徐变等力学性能,膜结构景观棚,得到了大量成果。
膜结构的裁剪分析
膜结构的分析包括三大方面内容,即形状确定(FormFinding)、荷载分析(LoadingCaseAnalysis)和裁剪分析(CuttingPattern)。裁剪分析,就是将由找形得到并经荷载分析复核的空间曲面,转换成无应力的平面下料图。裁剪分析包含三个步骤:
(1)空间膜面剖分成空间膜条
膜结构是通过结构来表现造型,空间膜面在剖分成膜条时,膜结构,要充分考虑膜条的边线即热合缝对美观的影响;同时膜材是正交异性材料,为使其受力性能较佳,看台膜结构,应保证织物的经、纬方向与曲面上的主应力方向尽可能一致;此外,用料较省、缝线短,也是进行膜面剖分必须考虑的因素。
(2)空间膜条展开成平面膜片
空间膜条展开成平面膜片,即将膜条的三维数据转化成相应的二维数据,采用几何方法,简单可行。但如果膜条本身是个不可展曲面,就得将膜条再剖分成多个单元,采用适当的方法将其展开。此展开过程是近似的,为保证相邻单元拼接协调,展开时要使得单元边长的变化为较小。
(3)应力状态转化到无应力状态
从应力状态到无应力状态的转化,即释放预应力、进行应变补偿。膜结构是在预应力状态下工作的,而平面膜材的下料是在无应力状态下进行的,为确定膜材的下料图,需对膜片释放预应力,并进行应变补偿。这里的补偿实际上是缩减,在此基础上加上热合缝的宽度,膜结构收费站顶棚,即可得膜材的下料图。
膜结构的特性
为**膜结构丰富多彩的建筑造型及表现力,对建筑膜材特性的考察也较为重要。膜材特性主要是透光性、保温节能性。其它特性还包括防火性、吸声性、自洁性、耐腐蚀性、轻质柔韧性等。
声学性能
一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对于有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
防火性能
如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求,具有**的阻燃和耐高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。