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膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量,确定各控制点的坐标、结构形式,选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有*压和*弯刚度,*剪强主芤很差,因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来****,对膜结构而言,任何时候不存在无应力状态,因此膜曲面形状****终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡,并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。
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PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚****树脂而成的材料。这种膜材有较好的焊接性能,有优良的*紫外线、*老化性能和阻燃性能。另外,其防污自洁性是所有建筑膜材中好的,但柔韧性差,施工较困难,成本也十分惊人。在盖格公司*下,美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德建筑公司、化纤织布公司共同开发*性膜材。其加工方法是把玻纤织物多次快速放入特氟隆熔体中,使织物两面皆有均匀的特氟隆涂层,使*性的PTFE膜正式诞生。
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ETFE膜可在现成预制成薄膜气泡,方便施工和维修。ETFE也有不足,如外界环境容易损坏材料而造成漏气,维护费用高等,但是随着大型体育馆、游客场所、候机大厅等的建设,ETFE更突显自己的优势。生产这种膜材的公司很少,只有ASAHI(日本旭硝子)(AGC)、德国科威尔等少数几家公司可以提供ETFE膜材,这种膜材的研发和应用在国外发达*也不过十几年的历史。