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膜結(jié)構(gòu)建筑常用結(jié)構(gòu)型式

膜結(jié)構(gòu)屬于空間結(jié)構(gòu)體系,它不同于一般的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),是繼網(wǎng)架、薄殼、懸索結(jié)構(gòu)之后新崛起的一個(gè)結(jié)構(gòu)體系。近三十年來(lái),預(yù)應(yīng)力 索在結(jié)構(gòu)體系中的作用和優(yōu)勢(shì)已為工程師所充分認(rèn)識(shí),各種新型索和膜結(jié)構(gòu)體系得到了廣泛的研究和應(yīng)用。從膜結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和受力特點(diǎn)可將膜結(jié)構(gòu)分為張拉膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)和框式膜結(jié)構(gòu)三大類。

1 張拉膜結(jié)構(gòu)

    張拉膜結(jié)構(gòu)是通過(guò)邊界條件給膜材施加一定的預(yù)張應(yīng)力,膜既是建筑物的維護(hù)體又作為結(jié)構(gòu)以抵抗外部荷載的作用,因此在一定的初始條件下,其形狀的確定、在外荷載作用下膜中應(yīng)力分布與變形以及怎樣用二維的膜材料來(lái)模擬三維的空間曲面等一系列復(fù)雜的問(wèn)題,都需通過(guò)計(jì)算確定,張拉膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和新算法的提出。

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傘形（conical shape）

　　傘形膜結(jié)構(gòu)也是常見(jiàn)的張拉膜結(jié)構(gòu)形式之一。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)在于，膜單元的周邊相對(duì)位置較低，多固定在剛性邊梁或柔性邊索上；在膜單元的中部設(shè)有一個(gè)或多個(gè)高點(diǎn)，多通過(guò)獨(dú)立柱、飛柱或懸掛環(huán)的支承來(lái)實(shí)現(xiàn)；整個(gè)膜面呈錐形（如圖 5 所示）。為了避免在高點(diǎn)附近的膜材內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大，當(dāng)膜單元跨度較大時(shí)，可在高點(diǎn)和邊界支承點(diǎn)之間設(shè)置脊索，以改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳力路徑，避免膜材出現(xiàn)應(yīng)力集中。傘形曲面還可以倒置應(yīng)用于工程中。

在污水處理廠中，因工程改進(jìn)或是流程需求，需要使用蓋板將污水池封閉起來(lái)。一來(lái)可以阻止污水池內(nèi)的污水揮發(fā)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染，二來(lái)可以供行人、機(jī)器在蓋板表面進(jìn)行施工。所以，對(duì)污水處理池蓋板各方面的要求也非常高。

    傳統(tǒng)的污水處理池蓋板以金屬為主，底部加以金屬支架支撐，表面鋪上一層金屬格柵板（封閉），然后通過(guò)焊接穩(wěn)定整個(gè)操作平臺(tái)。由于在污水處理廠中，含有大量?的腐蝕性因子，環(huán)境惡劣，所以金屬蓋板在投入使用之前都需要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的鍍層或是噴漆處理。金屬蓋板的缺點(diǎn)：畢竟鍍層或噴漆的手段只能暫時(shí)增強(qiáng)金屬支架、蓋板和耐腐蝕性。不宜長(zhǎng)期使用，而且維護(hù)工作非常繁雜耗時(shí)。

經(jīng)濟(jì)效益差，一旦局部出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕，整個(gè)操作平臺(tái)都必須拆除。那么除了金屬之外，還有什么材料能具備不遜于金屬的承載能力和強(qiáng)度呢？木質(zhì)板材固然是不行的，雖然上好的木材承載能力足，但是木材的性能不穩(wěn)定，易腐爛老化。隨之，新型的復(fù)合板材玻璃鋼蓋板逐漸被投入使用，效果甚佳。