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在1996~2005年的早期看臺膜結(jié)構(gòu)應用中,PVC膜材因為其相對低廉的價格和易于安裝的特點占了多數(shù),唯1的例外是外方公司Birdair,Inc.設(shè)計和施工的上海八萬人體育場。但是,早期PVC材料無論其自潔性能還是耐久性能均不盡人意,在應用10年左右后,大部分PVC看臺膜結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)較差的表現(xiàn):膜面臟污、泛黃、破損等。鋼結(jié)構(gòu)主要包含固定屋蓋、活動屋蓋和看臺膜結(jié)構(gòu)鋼骨架,體育場固定屋蓋投影接近橢圓形,長軸方向長度為267m,短軸方向長度為206m,屋蓋外邊緣為四心圓。相比較而言,上海八萬人體育場膜面給人的感覺都是隨使用期的延長約來越白、越來越整潔。所以,近十多年以來,業(yè)主和建筑師越來越青睞PTFE膜材。
整體上,我國看臺膜結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)趕上了國際先近水平。近年來,看臺膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域尚需深入研究的問題和熱點主要有兩個:膜材料(PVC、PTFE、ETFE等)的力學性能和模型(強度、彈性模量、時變、老化等);膜結(jié)構(gòu)的風致振動機理和風荷載效應設(shè)計計算方法。在此之前,只有少量采用織物材料的由熟練工人或裁剪師傅制作和安裝的小品膜結(jié)構(gòu)建筑。前者主要依靠實驗室的模型研究,后者主要依靠膜結(jié)構(gòu)現(xiàn)場監(jiān)測工作。目前,國內(nèi)已有多個大型膜結(jié)構(gòu)工程安裝了健康監(jiān)測系統(tǒng)。
早期采用PVC的大型看臺膜結(jié)構(gòu)體育場近幾年不同程度地出現(xiàn)了局部損壞等現(xiàn)象,如青島頤中體育場、安徽蕪湖體育場等;采用PTFE的上海世博會世博軸也因頻繁變更用途、進行改造,膜面也出現(xiàn)了較多的局部破損;也有像虹口足球場遭遇局部火災、上海八萬人體育場因冰災導致的膜面局部破壞事故等。在發(fā)展了二十多年后,膜結(jié)構(gòu)的檢測、修復和更換問題已經(jīng)日益重要,需要引起看臺膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者更多的關(guān)注和重視。其運用范圍不僅限于體育或展覽建筑,還向房屋及景觀建筑等各個方面擴展。
PVC看臺 膜材料
PVC膜材料是在聚酯纖維編織的基布上涂抹PVC(聚乙烯)樹脂而形成的復合材料,PVC看臺膜材料的強度及防火性與PTFE相比具有一定差距,使用年限一般在7~15年。游泳館屋面投影面積約15000m2,呈類筒殼形,長210m,寬88。為解決PVC膜材料的自潔性問題,通常在PVC涂層上再涂抹PVDF(聚偏氟乙烯)形成PVDF 膜材料。
膜結(jié)構(gòu)的分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同,膜結(jié)構(gòu)可分為3類:骨架式膜結(jié)構(gòu)、充氣式膜結(jié)構(gòu)和張拉式膜結(jié)構(gòu)。