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膜结构施工和实际应用中存在问题研究 　　摘要:本文首先介绍了膜结构工程应用状况以及发展,接着阐述了膜结构施工和应用问题研究的意义,最后通过对膜结构在施工和实际应用中存在问题的分析研究,为膜结构施工应用等问题的进一步研究提供了借鉴。 　　关键词:膜结构 实际应用 施工问题 　　中图分类号:TU996 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0149-01 　　1 膜结构应用及发展 　　在倡导发展低碳节能和绿色智能建筑的今天,集力学、精细化工等为一体,建筑与结构完美结合的结构体系—— 膜结构,已发展成为本世纪最具代表性的建筑结构形式。它是从20世纪中期逐步发展起来的,而最早的膜结构则是1967年在加拿大蒙特利尔展览会上的德国馆[1]。20世纪末,欧洲将膜材用作建筑屋面材料,被应用于植物园、动物园及游泳馆等建筑中。膜结构建筑的开发与应用,可以摆脱对钢材、木材、混凝土等传统材料的依赖,为建筑带来一场新的革命[2]。由于它具有高透光性,和处于含氯消毒剂、温暖潮湿、强紫外线照射等诸多恶劣环境下的良好的耐久性能的表现,已被应用于工业、商业等建筑领域里。此外配合LED灯的组合照明设计的运用,可营造出建筑极其丰富的光环境外观形态,达到很好的视觉效果,也是其他建筑材料所很难实现的。 　　2 膜结构施工和应用问题研究的意义 　　膜结构主要的研究方面有膜单元的制作和加工,膜材的性能及对结构作用的分析,膜结构的动力特性研究,膜结构褶皱处理和安装施工方法及预应力的施加等。对于一个成功的建筑而言,除了前期建造成本需进行控制之外,更为重要的在后期使用运行费用成本。鉴于此点,在施工快捷、节能等方面有诸多优点膜结构的优势便不言而喻。膜材具有多方面良好的热工性能,决定了它多被应用在建筑的外围护结构部分,为建筑提供符合要求的室内卫生环境[3],同时再配以良好的建筑运行管理措施,便可降低建筑的使用运行成本。膜材还能够直接与钢结构等结构组合运用为承重结构,这就为大跨度、大空间绿色建筑的成熟运用起到了不可忽视的推动作用。在倡导绿色环保、节能低碳生活的今天,膜结构在这方面的作用及未来的发展无疑将处于举足轻重的地位。 　　3 膜结???施工和实际应用中的问题 　　3.1 膜材的徐变和应力松弛 　　膜材在张拉成形后的一段时间内,会产生徐变和松弛效应。膜材型号、荷载水平、荷载历史以及边界支撑方式将对徐变与松弛产生影响,一般膜结构预应力水平在2～10kN/m,要求其最低值不能使膜面在基本荷载组合(风压,雪荷载)下出现局部松弛[4],在膜结构设计时需要仔细考虑。通过模型和现场试验表明,在一定荷载水平下,其在荷载初期徐变发展快,此后徐变逐渐减小。膜材徐变快速发展期一般认为在1h～9h,然后基本停止。 　　3.2 膜结构正常使用及维护技术要求高 　　虽然薄膜本身有很高的抗拉强度,但如果用尖锐的物体刻划很容易被破坏。一旦膜被破坏,需要及时进行补救。通常用专用的胶带贴补,如破损过大,则需重新安装,并且需要做好维修和养护工作。对于气枕结构来说,内压对整个气枕的影响是非常关键的,温度对气压的影响又是非常的明显。所以在遇到温度骤降,天气恶劣的情况下充气膜结构的承载能力会急剧下降。如加拿大气承式的膜结构B.C.大型运动场,它上部的ETFE薄膜的厚度为1/30英寸[5],在遭受近一个月的冷空气、强风和大冰雹的袭击后于整个屋顶坍塌。 　　3.3 膜结构初装制约因素较多 　　膜单元在加工场粘接完成,成品需要进行折叠,然后再运送到施工现场,安装之前应清扫地面,保证膜材展开地面清洁干净、无尖锐物体。膜结构开始施工时只是先将部分节点固定在约束端,而其它的节点是张拉端,这种初始悬挂的几乎无预应力的膜受力情况复杂,在此阶段中膜结构处在虽吊装到位但尚未永久固定,未被张拉的相对松弛状态,施工中极易被风鼓起甚至吹走。同时还未张来紧的膜在风作用下产生抖振效应,使膜材产生疲劳损伤,加大了风坏效应产生的概率,最终大大降低其使用寿命。 　　3.4 膜结构对连接边界要求高 　　为保证膜材与连接主体的边界能够很好的结合,特别是与膜单元连接的边界,如刚性边界钢结构的安装精度对膜面和拉索施工质量影响大,膜材与刚性边缘构件连接时,夹具应连续、可靠地夹住膜材边缘,夹具与膜材间应设置衬垫,其有棱角时,须先倒角,使膜材光滑过渡,避免划伤膜材影响其耐久性。若钢结构安装精度不到位,会导致膜面应力不均匀和出现褶皱等,直接影响膜面的成形。所以在膜材下料加工制作之前,应对膜材与主体结构连接部位的尺寸进行复测,了解膜结构施工各环节的具体要求,从而保证和提高制作精度质量。 　　3.5 膜结构对现场施工技术因素要求高 　　薄膜结构施工时由于膜材料不是弹性材料,较大的残余变形和徐变都会导致张力损失,所以要分段进行初期张力的施加,利