万域膜结构建筑科技有限公司(158-39883117 010-61250182)是一家从事膜结构工程的专业公司,主营膜结构的方案设计、结构设计、膜体系荷载分析、施工图、膜片和钢结构的加工制作、整体安装施工以及使用维护。兼营钢结构、管桁架、采光屋面的设计、制作、安装。
万域膜结构拥有一批国内最早从事膜结构建筑行业的工程技术人员和多年从事膜结构工程安装、经验丰富的施工队伍。并与清华、同济、上海交大等,国内著名科研院校及国外专业膜结构公司建立起紧密的合作关系。工程设计使用国际最先进的德国EASY,美国STAAD Pro,同济3D3S, 上海交大SMCAD、STCAD设计软件;公司的工程技术人员不断对膜结构的节点形式、膜材加工工艺进行研究与开发,充分保持企业在膜结构行业的技术领先地位。公司拥有两套国内领先的膜加工制作设备和检验、测试设备,以及现代化的生产车间,膜材年加工制作能力可达到30万平方米。公司业务遍及全国,力求完美的工程质量得到了广大客户的广泛赞誉。
近年来,膜结构建筑因其独特的艺术性,优美的造型,浓郁的现代气息,被广泛应用于园林景观小品、广场造型、建筑装饰、收费站、加油站、停车棚、公共休闲、展览中心等。可以预见,随着2008年北京奥运主会场“鸟巢”,及“水的立方”的建成,膜结构建筑将被更多的人了解和接受,具有更加广阔的发展前景。
膜结构建筑作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。恰由于此,用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。
轻质
张力结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。从而使其自重比传统建筑结构的小得多,但却具有良好的稳定性。建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件,将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。
透光性
透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度,这对于建筑节能十分重要。对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。通过自然采光与人工采光的综合利用,膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。夜晚,透光性将膜结构变成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间,有的膜材的光谱透射比可以达到40%,而有的膜材则是不透光的。膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
通过膜材和透光保温材料的适当组合,可以使含保温层的多层膜具有透光性。即使光谱透射只有几个百分点,膜屋面对于人眼来说依然是发亮和透光的,具有轻型屋面的观感。
柔性
张拉膜结构不是刚性的,其在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形。膜结构通过变形来适应外荷载,在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小,直至能更有效抵抗该荷载。
张拉结构的灵活性使其可以产生很大的位移而不发生永久性变形。膜材的弹性性能和预应力水平决定了膜结构的变形和反应。适应自然的柔性特点可以激发人们的建筑设计灵感。
不同的膜材的柔性程序也不相同,有的膜材柔韧性极佳,不会因折叠而产生脆裂或是破损,这样的材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和前提。
膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系在阳光的照射下,由膜菠盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反差的着光面与阴影的区分,室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚,建筑物内的灯光透过屋益的膜照亮夜空,建筑物的体型显现出妙幻般的效哭。张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶,如体育与娱乐性场馆,需要有广告效应的商场、餐斤等。城市的交通枢组是城市命脉的关键性建筑,使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。
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一、膜结构制 作、安装分项工程应按具体情况划分为一个或若干个检验批,按本章的规定进行工程质量验收。与膜结构制作、安装相关的钢结构分项工程的验 收,应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规划》GB 50205执行。其它相关分项工程的验收,应按有关的施工质量验收标准执行。
二、膜结构的 支承结构和各项连接构造应符合以下标准:
1、保证连接的安全、合理、美观。
2、连接件应具有足够的强度、刚度和耐久性,应不先于所连接的膜材、拉索或钢构件破坏,并不产生影响结构受力性能的变形。连接处的膜材应不先 于其它部位的膜材破坏。
3、连接件应传力可靠,并减少连接处应力集中。
4、节点构造应符合计算假定。应考虑节点构造偏心对拉索、膜材产生的影响,施加预张力的方式、结构安装允许偏差,以及进行二次张拉的可能性。
5、在膜材连 接处应保持高度水密性,应采取一定的构造措施防止膜材磨损和撕裂。
6、对金属连接件应采用可靠的防腐蚀措施。
三、膜面外观应全面进行检查。膜面排水坡度、排水槽、天沟、檐口等做法应符合设计要求。表面应无积水 坑,可采用自然或人工淋水试验检查排水是否顺畅。
四、膜面外观应全面进行检查。膜面应无时显污渍、串色现象,无破损、划伤,无很明量褶皱。
五、工程完工后宜检查膜面的张力值是否符合设计和预张力。
六、空气支承膜结构在验收前应进行充气系统测试。经测试应确认;气流损失不大于设计值;最大静内压不大于最大工作内压设计值;压力控制系统按设计运行。有 条件时,尚可进行除雪系统和紧急后备系统的测试。
七、空气支承膜结构工 程验收时,除第六条所规定的文件外,尚应提供下列文件;设计条件说明;充气设备的合格证明;结构在常规和紧急情况下的操作和维护手册。
八、膜结构工程检 验批准的施工质量验收,当符合下列各项规定时,应判定为合格:
1、有关分项工程的施工质量,按本规程第一条的规定验收合格;
2、膜结构的支承结构和连接构造符合本规程第二条规定;
3、工程排水、防水功能的检验结果符合本规程第三条的规定;
4、工程观感质量的检验结果符合本规程第四条的规定;
九、膜结构制 作、安装分项工程所含检验批的质量经验收均判定为合格时,该分项工程应判定为合格。
十、当膜结构制 作、安装工程验收批的质量经验收不合格,应按下列规定进行处理:
1、经查清原因并返工、返修不合格的连接构件和排水、防水措施或更换不合格的构件、部件后,检验批可重新进行验收;
2、经对不合格的观感质量进行修补处理并达到设计要求后,检验批可重新进行验收; 当膜材性能、连接构件、制作安装达不到原设计要求,但经设计单位核算并确认仍可满足结构的安全和使用功能时,该检验批可予以验收;
根据位置和表面印刷的情况,ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射,以保证建筑内部自然光线。通过表 面印刷,该材料的半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数,其K值可高达2.0W/m2K。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。
由于其优秀品质,ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查(一年一次为宜),并根据需要就地维 修。同时也可检查通风系统,更换过滤装置。
初步分析,鸟巢改用PTFE有以下几点原因:
1,其膜面积至少比水立方还要大一半,这么大的面积应用,在世界上是没有的,膜结构与钢结构的衔接有很大难度;
2,其大面积开启式屋顶更增加了设计与施工难度,恐怕也是目前世界上独一无二的;
3,规避风险,两个奥运主场馆,既然水立方用ETFE,鸟巢改用PTFE也在情理之中;
4,ETFE确实有优点,但也确实有缺点,而鸟巢更需要PTFE的优点,换句话讲,PTFE更适合鸟巢,包括从结构等各个角度;
5,ETFE膜的出现为现代建筑提供了一个创新解决方案。由这种膜材料制成的屋面和墙体质量轻,只有同等大小的玻璃质量的1% ;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀性强,熔融温度高达200℃,并且不会自燃。
作为大型比赛场馆的建筑材料用ETFE膜,更大的优势还在于它们可以加工成任何尺寸和形状,满足大跨度的需求,节省了中间 支承结构。作为一种充气后使用的材料,它可以通过控制充气量的多少,对遮光度和透光性进行调节,有效地利用自然光,节省能源,同时起到保温 隔热作用。
不仅如此,这种膜还具有自清洁功能,使灰尘不易附在其表面,清洁周期大约为5年。这种材料另一大优点就是可在现场预制成 薄膜气泡,方便施工和维修。另外成本合理也是其极具竞争力的另一优势,覆盖层加上结构的费用只有玻璃的一半,而使用寿命却长达25年。
ETFE膜材在世界上的应用已有二十几年的历史,但国内ETFE膜材的研究与工程应用至今仍属空白。
膜结构工程服务范围
一.体育设施:
体育场看台,网球场,高尔夫,足球场,篮球场,高尔夫球场,游泳馆。
二.交通设施:
收费站,加油站,停车场,码头,候车亭,停车棚,飞机场,建筑出入口,门亭,公司大门。
三.文化设施:
文化广场,演出舞台,展览中心,剧院,公园,植物园,动物园,水上乐园。
四.商业设施:
商业步行街,游乐中心,酒店,迪吧,餐厅,商业街,地铁入口,商场门头。
五.建筑设施:
单位大门,物流中心,建筑门楼,仓储,污水处理池,沼气池。
六.景观设施:
小区景观,凉亭,滨河广场,城市标识。
七.室内装璜:
酒店,桑拉,家庭,大型商业展厅
中国膜结构的发展规模是十分鼓舞人心的,从1995年开始,当年只造了一个面积为3300m2的膜结构。从1996至2001年,六年内建造的膜结构估计达370,000m2。由于一些大型体育场的建成,膜结构的建设以平均每年20%的速度增长。2003年建造的膜结构约为180,000m2。当膜结构第一次用于上海体育场时,恐怕有很少人会看到这在推动膜结构发展的潜力。此后,膜材被用在大小不等的体育场篷盖上,浙江车棚并占据了膜结构相当大的份额。最近广州新白云机场候机楼采用了膜材作为屋盖的一部分,就有巨大的58,000m2面积。候机大楼很可能成为膜结构的另一个潜在应用对象,因此有理由预测中国的膜结构将继续以每年15-20%速度增长。展望将来,随着中国经济的增长和文化生活的不断丰富,将建造更多的具有新颖功能、形式多样的建筑。例如,北京将举力2008年奥运会,江苏车棚按照规划需要32体育场馆,其中19个是新建的。正在规划的奥林匹克公园将包括国家体育场、国家体育馆、国家游泳中心、国际展览中心等项目。此外,2010年的世界博览会将在上海举行,各种类型的展览馆将由世界各国来建设。大部分工程项目将实行国际招标,这必将吸引不少国外的设计、咨询与施工单位来参与,无疑这会给中国带来新的概念和先进的技术。由于膜结构所独有的特点,它将会以更大的规模增长。通过其发展,中国与世界的交流和合作也将不断壮大。
欢迎新老朋友前来洽谈!
北京万域膜结构工程有限公司是全面景观热潮背景下成立的景观膜结构设计、制作、安装、维护、维修。我们拥有年轻活力的专业团队, 拥有先进的设计理念,过硬的安装制作技术,严格的加工施工流程,一流的客户服务体验。
我们的设计团队:富有创新意识。给每位客户独一无二的,是我们设计团队一直的追求。
我们的技术团队:专业技术过硬拥有多名结构景观类工程师。
安装维修团队:安装技师都接受有专业的技术培训并拥有丰富的工程经验。
我们拥有高频热合设备和完善的配件材料加工设备。我们与多家大型景观类同行建立了长久的合作关系。为共同塑造和谐社会的全民景观生活而努力。我们还申请认定了ISO-9OO1:2008质量管理体系。并与多家同行合作了,园林广场,游园,温泉度假生态园等项目。我们不遗余力的致力于膜结构中国市场开拓工作。
我们将膜结构设施打造成为拥有艺术化、现代化、创意化、适用化、标志化的全民设施为我们服务的根本目标。 北京万域结构工程有限公司 整个团队都将为这个目标奋斗不息。
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随着近几年国内膜结构建筑行业的高速发展,北京至信公司已经逐步成为一家成熟的专业性公司,工程业绩已遍布全国近20个省市自治区。
项目涉及体育场馆设施、商业公共设施、文化娱乐设施、交通运输设施、标志性建筑等。
万域膜结构工程有限公司专业承接:河南膜结构、北京张拉膜、浙江膜结构、浙江张拉膜、江苏膜结构、江苏张拉膜、安徽膜结构、安徽张拉膜、山东膜结构、山东张拉膜。
张拉膜景观、广场膜结构景观、膜结构市民休闲广场、膜结构市政广场、膜结构停车棚、张拉膜汽车遮阳棚、膜结构遮阳广场、学校体育场膜结构看台、张拉膜网球场、膜结构舞台、张拉膜收费站、膜结构遮阳棚、张拉膜会所、膜结构展览馆、张拉膜厂房等各类膜结构、张拉膜的设计、制作安装与维护。
咨询电话:158-39883117
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随着膜结构分析理论和设计施工经验的不断成熟和完善,膜结构已从众多的现代建筑形式中异军突起,越发地受到人们的青睐,吸引着众多的建筑、结构工程师们来设计建造现代大中小型永久性或半永久性的膜结构建筑。同时也对膜材料的物理性能提出了更多的要求。
1. 高强度
膜材料是一种柔性织物,织物内部只有存在一定的应力场,才能获得一定的刚度。因此,对于膜结构而言,任何情况下不允许膜中有无应力状态。在高应力状态下,膜材料的抗拉强度越高,越不易发生徐变和老化;其次,在大跨度膜结构中,膜中应力往往较大,且对膜的安全度要求较高,一般在长期荷载作用下,安全系数取6~8,在短期荷载作用下,安全系数取4。安全系数考虑了以下几种不利因素:膜材料本身的强度和弹性常数有较大的变异性;膜结构计算假定及计算结果的不精确性;膜材料双向应力测试与实际情况的差异;紫外线照射下膜材的老化;动静力下膜材的疲劳;膜材制作和施工过程中的划伤和折叠等。因此,膜结构建筑中的膜材料必须具有较高的抗拉强度及抗撕裂强度。
2. 阻燃
膜建筑作为永久性或半永久性建筑,膜材本身必须应完全满足有关建筑材料防火指标的要求。以日本膜结构大国为例:他们早在20世纪80年代就已把膜结构成功地应用于诸多大型公共建筑中,并且玻璃纤维布基涂敷聚四氟乙烯膜材料(PTFE材料)也早已通过了国家防火测试试验,但至今仍没把膜材料作为不燃材料列入国家建筑标准,只是要求针对每个建筑单体膜材通过防火测试,满足要求即可。一般认为PTFE材料是不可燃材料,PVC材料是阻燃材料。
3. 耐久
膜材的耐久性不仅与其布基所用材料本身的性质有关,而且不同的涂层种类,对布基的保护程度各不相同,也影响着膜材的使用寿命。膜材老化的主要因素有:紫外线照射下,聚合物自身的化学不稳定;从膜的边缘或划伤处由于毛细虹吸水存在微生物的滋生而引起的发霉变质导致材料性质的退化。一般来说,PTFE材料的质保期在25年以上,PVC材料质保期在10年~15年,但到目前为止,PTFE材料工程有的已超过25年,PVC材料工程有的已超过20年,而继续正常使用。
4. 自洁
自洁性就是膜材料本身的防污自洁性能。由于PVC材料对紫外线的化学不稳定性,尤其在夏日里阳光下,PVC涂层易离析发粘,粘附尘埃,且不易被雨水冲掉,影响观瞻,减少使用寿命。因此,一般建筑用PVC膜材料,在PVC涂层外,再加一层PVF(聚氟乙烯)或PVDF(聚二氟乙烯)或有机硅面层,能有效地改善其自洁性。PTFE膜材料自身则具有很好的防污自洁性能,不需要添加任何面层材料。
5. 隔音
通常膜结构建筑位于市区内,有的建造在最繁华的闹市区,特别是用于音乐、娱乐等大型文化活动场所,人们即不希望外部噪音传入室内,干扰室内活动,也不希望室内声音扩散出去,为此对建筑的隔音提出较高的要求。单层膜隔音仅有10dB左右,因此,单层膜结构建筑往往用于对隔音要求不是太高的活动场所,或者通常用巧妙的设计、构造等手段来提高其隔音性能。目前有人提出增加膜材料的质量可提高其隔音性能,但真正能达到令人满意的性能指标,尚需待以时日。
6. 保温隔热
单层膜材料的保温性能大致相当于夹层玻璃,如果某建筑物对保温性能要求较高,就不得不考虑采用双层或多层膜,但双层或多层膜又损害了建筑物的透光性能,一般来说双层膜的透光率在4%~8%左右。透光性是膜建筑很吸引人的一个特点,有时很难让人在二者之间作出选择。为使上述矛盾达到协调统一,针对某个建筑物就必须寻求一种特定的方法,如寻求一种透光性好的内层膜材料等。一般来说,就同类膜材料而言,其透光性越高,强度就越低。
膜结构作为典型的柔性张拉结构,在力学性能上明显区别于传统的混凝土和钢结构等刚性结构。这主要表现在:①膜不具有弯曲刚度,结构对外荷载的抵抗是通过改变自身形状来实现的;当作用于膜面上的荷载发生变化时,结构除产生弹性变形外还会产生较大的机构性位移,因此变形比较明显;②膜结构属于动不定体系,其结构刚度主要是由初始预张力和互反曲面来提供的,结构刚度与变形相关,表现出明显的几何非线性特点;③膜结构的自振频率较低,且振型频谱密集、相互耦合。这些力学特性决定了膜结构的计算分析具有不同于一般结构的特点,一些通用的工程设计软件无法直接用于膜结构的设计,必须采用专用的分析软件。
膜结构区别于传统结构的两个显著特点是轻和柔。轻,意味着结构自身的惯性力很小,地震作用的影响可以忽略不计,相比之下风对结构的影响更为重要;柔,意味着弯曲刚度很低,膜结构对外荷载的抵抗主要通过自身形状的改变来实现,即结构在荷载作用下会产生较大的变形,表现出明显的几何非线性特征。这些特点决定了膜结构是风敏感结构,抗风设计在膜结构的设计中占有特别重要的地位。
近年来,一些大型膜结构在强风作用下破坏的实例,也从另一个侧面证明了抗风设计的重要性。例如,美国佐治亚穹顶在建成3年后,于1995年的一次强风大雨袭击下,四片薄膜被撕裂,撕裂长度达10余米;加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场的可开启式膜屋盖在1999年冬天的一场暴风雪之后,一块膜屋盖突然破裂;韩国为2002年世足赛建造的济洲岛体育场挑篷膜结构在2002年6月和8月先后两次在台风的袭击下出现膜材撕裂现象。国内的膜结构工程实践时间虽然不长,但也出现了一些工程在施工过程中膜材被强风撕裂的情况,图1所示即为一例。特别值得说明的是,以上这些实例在破坏发生时,当地的风速均明显低于设计风速。这说明无论是在国内还是国外,膜结构的抗风设计理论都还不够成熟、 对某些情况下风作用的破坏机理尚不十分清楚。
膜结构是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类。充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜~30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度。张拉膜结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型。
折叠按结构分类
膜结构按结构可分为:骨格式膜结构、张拉式膜结构、充气式膜结构。详细见下图:
膜结构建筑按结构分类膜结构建筑形式的分类:
从结构上分可分为:骨架式膜结构,张拉式膜结构,充气式膜结构3种形式
1.骨架式膜结构(frame Supported Structure)
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架,在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高,因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制,且经济效益高等特点,广泛适用于任何大,小规模的空间。
2.张拉式膜结构(Tension Suspension Structure)
以膜材、钢索及支柱构成,利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意,创新且美观的造型外,也是最能展现膜结 构精神的构造形式. 大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高,结构性能强,且具丰 富的表现力,所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构(Pneumatic Structure)
充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支 撑,及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑,可得更大的空间,施工快捷,经济效益高,但需维持进行24小时送风机运转,在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
现今,城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中,在我们的城市中充当着不可或缺的角色:
目前国内膜结构发展振奋人心,随着一些大型体育馆、候机大厅等建设以及2010年上海世博会和广州亚运会等国际盛会的举办,为中国膜结构的发展带来了机遇和挑战。尤其在膜材方面,中国起步晚,技术水平低,大部分膜材还主要依靠进口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市场的主流,应用比较广泛。中国已有PTFE膜材的自主知识产权,性能也基本达到国外同类产品的要求。很多公司、科研单位以及高校都在进行PVC表面涂层材料的研究,如PVDF、纳米TiO2表涂剂等的研究已初见成效,另外在表面防污自洁处理方面的研究如仿生荷叶构筑微粗糙表面也开始起步。在引进世界一流的生产设备和工艺技术的同时,加紧消化吸收并改进创新,尽快开发适合中国市场需求的膜材表面处理技术,对提升中国整个产业用纺织品产品档次和市场竞争力都具有重要意义。
膜结构在中国也不乏工程实例,其中规模最大、最具影响力的膜结构要数1997年竣工的上海八万人体育场看台罩棚张拉膜结构工程。但该膜结构为美国Weidlinger公司设计制作,由此也可以看出中国在该领域与国外先进国家的差距很大。影响中国膜结构广泛应用的主要因素有:国产膜材料性能差,而进口膜材料价格高;尚无商业性的膜结构计算南辅助设计系统;人们对膜结构缺乏足够的认识等。