气枕式膜结构的防火性能研究

   ETFE 膜材不易燃,在燃烧中会熔化,之后自动熄灭。当火灾来临时,膜材熔化屋面出现开口 ,火灾产生的烟可以直接从膜材熔化的洞口排出,由于ETFE膜材很轻,熔化后碎片会随烟上飘,不会对下部人群产生影响。    

   特别值得一提的是,在天津于家堡站房穹顶膜结构中首次采用了ETFE气枕熔膜技术, 当火灾来临时,利用事先布置好的电热丝加热,将膜材三边熔断,保留一边使膜材悬挂,以防坠落发生危险。通过快速熔膜的技术,保证了屋面足够的排烟面积,以达到迅速排烟的效果 。随着ETFE气枕式膜结构的发展与应用,国内外大量学者对 ETFE 薄膜以及ETFE气枕式膜结构展开了研究 。


   BARTLE对ETFE气枕的应力-应变以及位移等力学性能进行了数值分析。NAKAI对ETFE气枕的试验研究与研究方法进行了归纳,并考虑了内压被动变化对气枕设计的影响 。CHILTON 等对ETFE气枕几何形态和构造对建筑节能的影响进行了分析,考虑了气枕不同的形状 、大小以及构造。LUCAS 等对 ETFE 气枕的材料性能和力学性能进行了研究, 并利用了有限元进行模拟。吴明儿等对 ETFE 膜材的单向拉伸 、双轴拉伸 、循环拉伸进行了试验研究,并考虑了高 、低温环境、拉伸速率、积水效应对材料性能的影响,分析了膜材的拉伸强度、焊接强度、徐变等力学性能,得到了大量成果。此外,吴明儿等还对 ETFE 气枕模型进行了研究与分析,提出了一种新型弹簧支撑 ETFE 气枕式膜结构并对其进行试验与理论分析。薛素铎等对 ETFE 充气膜结构、气枕式膜结构的初始形态进行了分析,利用有限元对初始形态进行了模拟,并对气枕式膜结构的受力性能分析取得了一定成果。

   陈务军等对ETFE膜材单轴、双轴、循环拉伸、ETFE气枕式膜结构的力学性能进行了试验研究,考虑了高温、膜材泊松比的影响,并采用了数值模拟的方法。徐国宏等考虑了温度、索网布置等对ETFE气枕式膜结构性能的影响,通过对 3 种矢高、3 种膜厚的ETFE气枕式膜结构的计算,分别得出了气枕矢高和膜厚、环境温度变化和膜面温度变化与气枕内压和膜面最大主应力的关系,提出了堆积雪荷载的不利影响以及预防措施。武岳等对膜结构概念设计与形态优化进行了归纳,并对膜结构的形态优化、褶皱处理以及风振响应进行了分析,得到了大量成果。顾磊等对 ETFE 气枕模型的力学性能进行了试验研究与有限元分析,考虑了蒙皮效应的影响。李鹏和杨庆山等对 ETFE 气枕力学性能进行了试验与有限元分析,考虑了找形与荷载分析。陈雷等对“水立方”ETFE 气枕成套技术进行了研究与分析。

深圳市金鑫空间膜结构建筑设计院是国内顶尖的膜结构建筑设计单位,是一家专注于膜结构建筑设计与研究的设计院。业务涉及张拉膜结构、骨架式膜结构、充气膜结构、钢结构;对PVC、PTFE、ETFE膜材有着丰富的设计经验。我们尤其擅长大跨度结构、异性空间结构、索结构、封闭式建筑以及开启结构的设计与研究,涉及的领域有景观膜结构、停车棚膜结构、体育设施膜结构、污水加盖池膜结构等。