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ETFE膜结构技术研发与工程应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TU242
  • 关键词:
  • 成果简介:
    随着中国城市化进程的不断推进,对植物园、游泳馆、机场航站楼、展览中心等大型公共建筑的需求不断增加,发展可装配化、可回收、免维护、重量轻、高透光、耐腐蚀的新型建筑围护体系成为必然趋势。 该项目针对新型ETFE膜结构,开展了13年的理论分析、试验研究和工程实践,构建了中国ETFE膜结构的基本力学分析理论和设计技术,研发形成ETFE膜结构高精度裁剪、加工、安装技术和运营安全实时监控技术,解决了ETFE膜结构工程应用关键技术难题。 该技术采用ETFE膜结构作为建筑围护系统,该系统轻质、透光、耐腐蚀、自洁性强,适用于机场航站楼、高铁站房、展览中心、植物园温室、游泳馆等大型公共建筑。相比传统玻璃幕墙系统,该技术可减轻屋面总重量30~40%,减少安装施工周期30%以上。项目成果应用于18个国家90余项工程,形成研发、设计、制造、安装于一体的产业化集成技术,在取得技术进步的同时实现了显著的经济价值和社会效益。 关键创新点如下: 1、揭示了ETFE薄膜的受力机理,建立了ETFE薄膜材料力学性能分析理论:通过大量试验和理论研究,揭示了ETFE薄膜材料的单轴拉伸性能、双轴拉伸性能、抗撕裂性能、温度效应和耐徐变性能,建立了ETFE薄膜材料的屈服强度理论、温度效应模型、粘弹性模型及弹-粘塑性模型,为中国规范编制、工程应用提供了理论基础。 2、开发了新型ETFE薄膜建筑系统,研发了成形、连接和消防新技术,建立了ETFE膜结构设计成套技术:基于可靠度理论确定ETFE薄膜材料的抗力分项系数和设计强度取值,研究形成平面裁剪粘塑性成形技术、ETFE薄膜与织物膜材连接技术和ETFE气枕应急消防排烟技术,开发3种ETFE薄膜建筑系统,形成了中国ETFE膜结构设计成套技术,开拓了ETFE薄膜在建筑领域中的应用。 3、开发了ETFE膜结构高精度裁剪、加工、安装技术,搭建了运营安全监控系统:研发形成了考虑预应力、收缩效应的ETFE薄膜裁剪工艺和热熔技术,建成年产能30万平方米的ETFE膜结构加工流水线;形成了ETFE膜结构精准安装技术,搭建了ETFE气枕式膜结构性态实时监控系统。解决了大型、复杂ETFE膜结构裁剪、加工、安装和运营安全监控的技术难题。 创新成果:获得发明专利授权1项,实用新型专利授权2项,发明专利受理1项;主/参编协会和上海市规范3部;出版著作1本,发表学术论文50余篇(SCI、EI检索19篇),被引用共210余次;水平检索结论表明项目总体成果达到国际先进水平。 应用及效益:项目成果被协会和上海市规范采纳,成为行业共有技术;直接应用于中国、美国、英国、日本、韩国、新加坡等18个国家90余项实际工程,累计合同金额超过40亿元,相应项目服务总经济规模超过550亿元。完成规模化、集成化、产业化的技术应用转化,推动了技术进步,具有显著的社会、经济和环境效益。
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