永州膜结构充气膜羽毛球馆选NOWOFOLETFE膜材NOWOFOL

一 湖南永州膜结构充气膜羽毛球馆项目介绍

膜结构工程名称: 湖南永州膜结构充气膜羽毛球馆选德国进口NOWOFOL膜材NOWOFOL

膜结构建筑地点: 湖南省永州市

膜结构结构形式: 骨架式张拉膜

膜结构骨架材质: Q235B ETFE

钢结构设计规范: GB50017-2017

钢结构设计软件: 3D3S_MIDAS_MSDD

膜结构设计规程: CECS158:2015

膜结构设计软件: EASY_FORTEN_WDDA

永州膜材料品牌: 德国进口NOWOFOL膜材

永州膜材料型号: NOWOFOL

二 ETFE膜结构材料的特点

ETFE膜材料的成分为乙烯－四氟乙烯共聚物，它是无织物基材的透明膜材料，其延伸率可达420%～440%。ETFE膜材料的透光光谱与玻璃相近（俗称为软玻璃。PVDF膜材由于自洁性最好、价格高、运输安装方便，更广泛应用于各类建筑领域。它的寿命因不同的表面涂层而异，一般可达成25以上年。ETFE膜材构造形式见下图。

三 德国进口NOWOFOLETFE膜材NOWOFOL有以下六大特点:

（1）耐用：德国进口NOWOFOLETFE膜材 的织物基材为聚酯纤维或玻璃纤维素，从力学的角度上来讲织物材料具有极强的抗拉强度，抗撕裂强度，还具有耐热性、耐久性、和防火性，外表涂层还具有耐候性、耐水性、防污性、加工性、透光性。 耐酸耐盐雾极高，耐用年限可以达到15~25年左右，被业界称为最耐用的膜材。

（2）轻盈: 德国进口NOWOFOLETFE膜材本身极轻，重量仅为常规钢屋的三十分之一，降低了基础成本，建筑条件极为方便。

（3）透光率强： 德国进口NOWOFOLETFE膜材的透光率仅为5%，而PVDF膜材透光率高达25%~30%。利用自然光大大节省了照明电费。德国进口NOWOFOLETFE膜材具有较高的阳光反射率从而使得隔热性能非常好。

（4）具有自我清洁能力： 德国进口NOWOFOLETFE膜材外表涂层不具有粘性，只要下大雨就可以冲刷表面的灰尘，还大大增加了膜材的使用寿命。

（5）柔韧性强：德国进口NOWOFOLETFE膜材具有柔韧性强的特点，使其方便拆卸，可塑性强，便于做出各种优美独特的造型。

（6）应用领域广泛：德国进口NOWOFOLETFE膜材具有良好的化学稳定性和耐久性，被广泛应用于大跨度大空间建筑，如煤棚、污水池封闭、停车棚、加油站、展馆、厂房、运动场、游乐场、景观等。

四 德国进口NOWOFOL中国总代理

代理膜材其他型号NOWOFOL膜材NOWOFOLETFE膜材，德国进口NOWOFOLETFE膜材NOWOFOL膜材性能参数见下图

五 湖南永州膜结构充气膜羽毛球馆永州膜结构设计

湖南膜结构的设计一般分为四个步骤，分别为形体设计、初始平衡形状分析、荷载分析和裁剪分析。湖南膜结构的设计从来就不是按部就班，而且一个不断尝试不断实验的过程。

（1）形体设计。形体设计是设计的根本，也是设计的初始，在形体设计的时候，应确定建筑平面的形状、尺寸、三维造型以及建筑平面各控制点的坐标。同时也应确定薄NOWOFOL膜材料和施工方案。

（2）初始平衡形状分析。初始平衡形状分析又等同于永州膜结构找形分析。薄NOWOFOL膜材料本身比较特殊，薄NOWOFOL膜材料本身是不具有抗压和抗弯强度的，而且，薄NOWOFOL膜材料本身的抗剪能力也是十分的差。在永州膜结构中，为了让薄NOWOFOL膜材料可以承受一定的荷载，需要对薄NOWOFOL膜材料进行一定的预张拉。对于永州膜结构而言，整体结构的稳定性都是需要靠膜曲面的曲率变化和其中的预应力来提高。那也就是说，膜曲面的形状的确定是需要在特定的边界条件铁定预应力条件下的一种力学平衡。由于薄NOWOFOL膜材料不具备抗压抗弯强度，抗剪强度又很差，所以，在正常使用过程中，在受到风荷载或者雪荷载的影响下，薄NOWOFOL膜材料会产生形变，一旦薄NOWOFOL膜材料发生了变形就会导致应力重分布，湖南膜结构受到的荷载形式就与之前不同。所以，应该说，湖南膜结构的应力状态是一种变化值，在对永州膜结构进行力学分析时宜采用几个非线性的方法进行分析。再找形分析中要确保生成的三维空间曲面是形状稳定、应力均匀分布、能抵抗在使用过程中各种可能产生的荷载工况的平衡曲面。

（3）荷载分析。由于薄NOWOFOL膜材料自重比较低，比较轻柔，自振频率低，这会导致湖南膜结构之中的在风荷载作用下，非常容易产生风振，破坏薄NOWOFOL膜材料，所以要对薄NOWOFOL膜材料进行张拉使其有一定的强度储备。但如果薄NOWOFOL膜材料张拉过大，对受力构件强度的要求也会变大，无疑是增加了现场施工安装的难度。所以要通过荷载计算来确定张拉时所需要的初始预应力大小。在设计的过程中还应该考虑风荷载，对于会下雪的区域还应该考虑雪荷载[4]。

（4）裁剪分析。之前的各种计算都是在一个三维空间进行的各项计算，包括通过找形分析的初始平衡状态而形成的湖南膜结构，也一般都是三维的不可以展开的空间曲面。但如何实现这个空间曲面的建设，这就需要将二维的薄NOWOFOL膜材料进行裁剪，再经过张拉，最后变成所需要的预设的三维空间曲面。这个如何将三维空间曲面裁剪成二维薄膜裁剪的拼接则是整个湖南膜结构工程中最重要的部分。

现阶段，湖南膜结构工程中一般采用动力松弛法、力密度法以及有限元法等来进行荷载分析设计和裁剪分析设计，在设计过程中，要对永州膜结构主要的构件尺寸进行计算确定，对永州膜结构的支承结构进行有限元分析，并且对于可靠连接方式也需要进行计算，确定螺栓、焊缝和其他次要构件的尺寸，为实现湖南膜结构的施工提供计算依据。

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