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篇1

【關(guān)鍵詞】膜結(jié)構(gòu)；加工制作；施工

一、概述

膜結(jié)構(gòu)是一種由高強(qiáng)薄膜材料及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼結(jié)構(gòu)或拉索)通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間外形，可作為覆蓋結(jié)構(gòu)并能承受一定的外荷載的空間結(jié)構(gòu)形式。膜結(jié)構(gòu)以良好的自潔性、隔熱性以及高強(qiáng)耐久、造型新奇、自重輕等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于各類(lèi)休閑小品、輕型大跨度無(wú)柱空間或輕型屋蓋建筑結(jié)構(gòu)。由于膜結(jié)構(gòu)是張力結(jié)構(gòu)的一種，只有在一定的張力功能下，膜結(jié)構(gòu)才有一定的外形和剛度，因而膜結(jié)構(gòu)建筑表現(xiàn)了力的平衡美，是一種受力最為合理的結(jié)構(gòu)形式。采用輕質(zhì)膜材，同時(shí)輔以柔性拉索、輕型鋼桁架的結(jié)構(gòu)形式，可以很好地達(dá)到大跨度、覆蓋大空間的目的。

本文主要對(duì)空間膜結(jié)構(gòu)的加工制作、安裝、張拉等過(guò)程中的注重事項(xiàng)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，總結(jié)了施工中需要注重的一些新問(wèn)題，供廣大技術(shù)人員討論參考。

二、施工前的預(yù)備工作

工程的施工過(guò)程是由業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、質(zhì)檢等多個(gè)單位多個(gè)部門(mén)共同合作完成的，如何協(xié)調(diào)組織各方的工作和管理，是能否保證工期和施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。因此，為了保證這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)注重以下幾點(diǎn)，確保將各方面的工作協(xié)調(diào)好：

第一，制定設(shè)計(jì)圖紙交底、安裝和設(shè)計(jì)的配合等會(huì)審制度。施工單位的項(xiàng)目部應(yīng)組織有關(guān)技術(shù)人員配合設(shè)計(jì)，充分考慮設(shè)計(jì)和施工整體安裝方案的匹配，參加業(yè)主組織的圖紙交底會(huì)審等協(xié)調(diào)工作。

第二，建立例會(huì)制度。應(yīng)定時(shí)召開(kāi)業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等多方參加的例會(huì)，商討工程施工和配合情況。

第三，制定專(zhuān)題討論會(huì)。對(duì)施工中的重大技術(shù)新問(wèn)題，各方的有關(guān)人員應(yīng)集中在一起，共同商量解決。

第四，由于膜工程的施工技術(shù)質(zhì)量要求高，故需選擇技術(shù)熟練、責(zé)任心強(qiáng)，有經(jīng)驗(yàn)的施工員、班組長(zhǎng)組織各項(xiàng)工作，并簽定施工組承包范圍、質(zhì)量技術(shù)要求、工期進(jìn)度、平安指標(biāo)等責(zé)任書(shū)。根據(jù)工程需要，勞動(dòng)力要合理調(diào)配，杜絕窩工現(xiàn)象。

三、建筑材料的加工制作過(guò)程

（一）鋼結(jié)構(gòu)的加工制作

膜結(jié)構(gòu)工程中，主要的建筑材料就是鋼材和膜材。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，其主要加工流程包括：進(jìn)料開(kāi)料檢驗(yàn)拼裝焊接除銹編號(hào)包裝出廠(chǎng)。其中注重事項(xiàng)有：

1．材料必須有材質(zhì)合格證書(shū)。

2．根據(jù)設(shè)計(jì)人員所計(jì)算的每種桿件的下料長(zhǎng)度、桿件規(guī)格進(jìn)行分類(lèi)堆放，以便于下一步施工。

3．根據(jù)鋼管的相貫尺寸，考慮壁厚和坡口的影響，利用自動(dòng)切割機(jī)自動(dòng)切割相貫線(xiàn)。

4．在焊接過(guò)程中，為了盡量減少節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力集中的不良影響，支管和主管的連接焊縫應(yīng)全周連續(xù)焊接并平滑過(guò)渡，若主管出現(xiàn)對(duì)接焊縫時(shí)，營(yíng)口應(yīng)刨坡口以確保焊縫焊透。

5．由質(zhì)檢專(zhuān)業(yè)人員對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)有不合格的焊縫，應(yīng)作記號(hào)，并及時(shí)通知焊工進(jìn)行返工。

6．主桁架和次桁架要進(jìn)行預(yù)拼，組成一個(gè)單元組，并且編號(hào)。

7．對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行干噴砂除銹處理，等級(jí)，刷二遍油性防銹底漆，再涂表面面漆。

（二）膜結(jié)構(gòu)的加工制作

膜材的主要加工流程包括：進(jìn)料檢驗(yàn)?zāi)げ哪て铝?、編?hào)膜片編排放樣膜片初粘駁接包裝。由于膜材的裁剪、包裝過(guò)程都較為復(fù)雜，各種角度變化較多，且加工精度要求非常高，所以在制作過(guò)程中要加強(qiáng)質(zhì)量管理，保證制作精度。加工時(shí)的注重事項(xiàng)有：

1．膜材經(jīng)檢驗(yàn)后要運(yùn)進(jìn)已除塵的清潔車(chē)間。在下料區(qū)、編排放樣區(qū)、駁接區(qū)及三個(gè)區(qū)的連接處鋪上柔質(zhì)的板膠，避免膜片直接接觸地面，防止磨損或者弄臟膜材。進(jìn)入車(chē)間的人員必須穿潔凈的衣服，換上車(chē)間專(zhuān)用的柔軟拖鞋或只穿襪子。

2．抽樣取20組膜片和背貼條樣品，采用60mm寬的駁接刀，確定4組不同的駁接溫度、電流、壓刀時(shí)間，駁接好后進(jìn)行雙向拉斷試驗(yàn)，獲取最佳受力和外觀(guān)的駁接數(shù)據(jù)，填好確定的數(shù)據(jù)貼在駁接機(jī)上，膜片駁接按此表數(shù)據(jù)進(jìn)行駁接。其中熱熔合方案應(yīng)根據(jù)排水方向和膜片連接節(jié)點(diǎn)確定。在正式熱合加工前，要進(jìn)行焊接試驗(yàn)，確保焊接處強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度。

3．膜片下料按順序要經(jīng)三道程序：讀取裁剪設(shè)計(jì)的坐標(biāo)，取點(diǎn)；復(fù)核坐標(biāo)，劃下料線(xiàn)；復(fù)檢坐標(biāo)，落刀下料。然后貼上編號(hào)標(biāo)簽，抬到放樣區(qū)。

由于索膜結(jié)構(gòu)通常均為空間曲面，裁剪就是用平面膜材表示空間曲面。這種用平面膜材擬合空間曲面的方法必然存在誤差，所以裁剪人員在膜材裁剪加工過(guò)程中加入一些補(bǔ)救辦法是相當(dāng)必要的。對(duì)已裁剪的膜片要分別進(jìn)行尺寸復(fù)測(cè)和編號(hào)，并具體紀(jì)錄實(shí)測(cè)偏差值。裁剪作業(yè)過(guò)程中應(yīng)盡量避免膜體折疊和彎曲，以免膜體產(chǎn)生彎曲和折疊損傷而使膜面褶皺，影響建筑美觀(guān)。

4．在放樣區(qū)，對(duì)已完成下料的膜單元的所有膜片進(jìn)行放樣，核對(duì)無(wú)誤后劃騎縫線(xiàn)。擦拭駁接縫的膜和背貼條時(shí)要用柔軟的棉質(zhì)布。

5．上駁接機(jī)時(shí)，背貼條設(shè)在膜的下底面，膜片和駁接刀對(duì)中后，壓平壓穩(wěn)膜片，使膜片在高頻駁接過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)。6．超重的膜單元，駁接時(shí)再細(xì)分，最后駁接縫用小型起重車(chē)搬移膜塊，折疊包裝。在包裝前，應(yīng)根據(jù)膜體特性、施工方案等確定完善的包裝方案。如聚四氟乙烯為涂層的是玻璃纖維為基層的膜材料可以以卷的方式包裝，其中卷芯直徑不得小于100mm；對(duì)于無(wú)法卷成筒的膜體可以在膜體內(nèi)襯填軟質(zhì)填充物，然后折疊包裝。包裝完成后，在膜體外包裝上標(biāo)記包裝內(nèi)容、使用部位及膜體折疊和展開(kāi)方向。

四、現(xiàn)場(chǎng)施工的關(guān)鍵技術(shù)

（一）鋼結(jié)構(gòu)的拼裝和吊裝

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)，可根據(jù)構(gòu)件的長(zhǎng)度、重量選用合適的車(chē)輛運(yùn)輸。注重在車(chē)輛上的支點(diǎn)要合理，捆扎要牢固，保證在運(yùn)輸過(guò)程中鋼構(gòu)件不產(chǎn)生變形，不損傷涂層。

鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，施工安裝順序一般為：分段拼裝吊裝安裝其它構(gòu)件拆臨時(shí)支撐鋼塔架。對(duì)于一些大型的鋼桁架，吊裝時(shí)可利用幾臺(tái)汽車(chē)式吊車(chē)，分別在場(chǎng)內(nèi)、外把主桁架及主預(yù)應(yīng)力索吊到作業(yè)面上，有支承段的放在砼柱旁，并在業(yè)面上設(shè)置若干個(gè)支座。然后根據(jù)廠(chǎng)內(nèi)預(yù)拼裝情況進(jìn)行焊接，焊縫質(zhì)量經(jīng)檢驗(yàn)合格后涂油漆，再進(jìn)行吊裝；斜柱拼裝后，用臨時(shí)備用索固定安裝斜拉桁架索，通過(guò)頂升斜柱來(lái)拉緊斜拉索，并在索上安裝可調(diào)法藍(lán)調(diào)節(jié)斜拉索的松緊。由于鋼結(jié)構(gòu)安裝誤差的大小直接影響到結(jié)構(gòu)內(nèi)的預(yù)應(yīng)力分布，嚴(yán)重者甚至還影響結(jié)構(gòu)的平安性，所以在安裝支承鋼結(jié)構(gòu)前，應(yīng)按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高、軸線(xiàn)尺寸做嚴(yán)格的復(fù)測(cè)，并作復(fù)測(cè)

紀(jì)錄。

（二）膜結(jié)構(gòu)的安裝和張拉

在膜材運(yùn)輸過(guò)程中要盡量避免重壓、彎折和損壞。同時(shí)在運(yùn)輸時(shí)也要充分考慮安裝次序，盡量將膜體一次運(yùn)送到位，避免膜體在場(chǎng)內(nèi)的二次運(yùn)輸，減少膜體受損的機(jī)會(huì)。

膜體安裝包括膜體展開(kāi)、連接固定、吊裝到位和張拉成形四個(gè)部分。

1．打開(kāi)膜體前，在平臺(tái)上鋪設(shè)臨時(shí)布料，以保護(hù)膜材不被損傷及膜材清潔，嚴(yán)格按確定的順序展開(kāi)膜體。打開(kāi)包裝前應(yīng)核對(duì)包裝上的標(biāo)記，確認(rèn)安裝部位，并按標(biāo)記方向展開(kāi)，盡量避免展開(kāi)后的膜體在場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)。在展開(kāi)的膜面上行走時(shí)要穿軟底鞋，不得佩帶硬物，以防止刺穿膜材。

2．打開(kāi)膜體后，用夾板將膜材和索連接固定。夾板的規(guī)格及夾板間的間距均應(yīng)該嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求安裝。對(duì)一次性吊裝到位的膜體，也必須一次將夾板螺栓、螺母擰緊到位。

3．目前索膜結(jié)構(gòu)吊裝較多應(yīng)用多點(diǎn)整體提升法，是將已經(jīng)成熟的整體“提升”技術(shù)加以改造用于索膜結(jié)構(gòu)這種柔性結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，該工藝要求整個(gè)過(guò)程必須同步。起吊過(guò)程中控制各吊點(diǎn)的上升速度和距離，確保膜面的傳力均勻。亦可采用分塊吊裝的方法，將膜體按平面位置分為若干作業(yè)塊，每塊膜體同樣采用多點(diǎn)整體吊裝技術(shù)，整體吊裝到位。

4．未張緊的膜材在風(fēng)載下輕易鼓起造成破壞，所以在整個(gè)安裝過(guò)程中要非凡注重防止膜體在風(fēng)荷載功能下產(chǎn)生過(guò)大的晃動(dòng)，施工時(shí)應(yīng)盡量在無(wú)風(fēng)情況下進(jìn)行。該階段的任務(wù)是使膜布張緊不再松弛以承受載荷,操作上非凡要注重避免由于張拉不均造成膜面皺褶。預(yù)應(yīng)力的大小由設(shè)計(jì)人員根據(jù)材料、外形和結(jié)構(gòu)的使用荷載而定，要求其最低值不能使膜面在基本的荷載工況組合（風(fēng)吸力或者雪荷載）下出現(xiàn)局部松弛，一般常見(jiàn)的膜結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力水平在1～4kN／m，施工中通過(guò)張拉定位索或頂升支撐桿實(shí)現(xiàn)。對(duì)傘形膜單元，一般先在底部周邊張拉到位,然后升起支撐桿在膜面內(nèi)形成預(yù)應(yīng)力；馬鞍形單元?jiǎng)t要對(duì)角方向同步或依次調(diào)整，逐步加至設(shè)定值；而對(duì)于由一列平行桁架支撐的膜結(jié)構(gòu),慣常作法是當(dāng)膜布在各拱架兩側(cè)初步固定的情況下，首先沿膜的緯線(xiàn)方向?qū)⒛げ紡埨皆O(shè)計(jì)位置。在施工過(guò)程中應(yīng)注重?zé)o論張拉是否能順利到位,均不應(yīng)輕易改變預(yù)先設(shè)定的張拉位置。若確定懷疑是設(shè)計(jì)新問(wèn)題，則應(yīng)經(jīng)結(jié)構(gòu)工程師探究同意后方可作出修正。

總之，安裝質(zhì)量的總體要求是：膜面無(wú)滲漏，無(wú)明顯褶皺，不得有積水；膜面顏色均勻，無(wú)明顯污染串色；連接固定節(jié)點(diǎn)牢固，排列整潔；縫線(xiàn)無(wú)脫落；無(wú)超張拉；膜面無(wú)大面積拉毛蹭傷。

篇2

1·1材料特點(diǎn)

膜結(jié)構(gòu)的自重特別輕。膜材的厚度一般在1mm左右,與壓型鋼板相比,雖然厚度差不多,但容重要小得多,即使加上加勁鋼索,自重也只有10kg/m2左右,而一般的輕鋼結(jié)構(gòu)屋蓋,其自重至少在100kg/m2以上。正因?yàn)樽灾剌p,使膜結(jié)構(gòu)能容易地跨越幾百米、甚至上千米的跨度。所有膜材都是半透明的,最高透光率可達(dá)20%,因此整個(gè)建筑物在白天可以不用人工照明。同時(shí)光線(xiàn)能均衡地漫射,從而創(chuàng)立一個(gè)無(wú)眩光的、明亮的室內(nèi)空間。此外淺色的膜材能反射陽(yáng)光,反射率至少有70%,在夏季能大大減少熱量的傳遞,加上沒(méi)有照明用電,可充分節(jié)約能源。膜結(jié)構(gòu)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是它的自潔性。目前所生產(chǎn)的膜材,其涂層或面層能使聚集在其上的灰塵輕易地被雨水沖刷掉,從而保持皎潔的外貌。

1·2設(shè)計(jì)特點(diǎn)

膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同。膜材既輕又薄,本身沒(méi)有什么剛度,只有依靠曲率和施加預(yù)張力來(lái)起承重作用。大部分膜結(jié)構(gòu)的形狀都是在施工過(guò)程中逐步形成的,因此在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)就要確定它的初始形態(tài),也就是在滿(mǎn)足建筑造型和使用功能的要求下,決定膜面的初始曲率和預(yù)張力。這就需要結(jié)構(gòu)工程師及早參與進(jìn)來(lái),使建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)做到密切配合。在初始形態(tài)的基礎(chǔ)上,要進(jìn)行荷載效應(yīng)分析,考慮各種不同的荷載組合情況下對(duì)膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形。這時(shí)要注意:①膜材在經(jīng)向和緯向的力學(xué)性能不同,要考慮材料的各向異性;②膜結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形很大,結(jié)構(gòu)分析要考慮幾何非線(xiàn)性。膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最后一道是裁剪分析,這也是一般傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所沒(méi)有的。膜結(jié)構(gòu)完成后其膜面在空間中是三維的,然而膜材卻是二維的平面,因此必須將空間的曲面劃分為條狀的裁剪片,以便在拼接并張拉后形成初始的膜曲面。問(wèn)題的難度還在于裁剪分析中必須考慮初始預(yù)張力和膜材徐變的影響。由于以上特點(diǎn),膜結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)都要通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成,目前國(guó)內(nèi)外都已開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用的軟件。

2膜材

2·1膜材的分類(lèi)

目前最常用的膜材則是以玻璃纖維和聚酯纖維為基材分為兩大類(lèi)。

(1)以玻璃纖維為基材大多采用聚四氟乙烯(PTFE)為涂層,其商品名稱(chēng)為特氟隆(Teflon)。這種膜材的玻璃纖維一般都用很細(xì)的β紗織成,因此具有較高的強(qiáng)度,并能改進(jìn)玻璃的脆性。此外,它在材料尺寸穩(wěn)定性、耐火性和自潔性方面都有良好的表現(xiàn)。玻璃纖維膜材的生產(chǎn)廠(chǎng)家提出的質(zhì)量保證期雖然只有10~15年,但根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn),使用年限可到25年。

(2)以聚酯纖維為基材采用聚氯乙烯(PVC)為涂層。與玻璃纖維膜材相比,它的強(qiáng)度等性能稍差,但價(jià)格便宜、加工制作容易。這種膜材最大的缺點(diǎn)是在大氣塵埃和紫外線(xiàn)的作用下涂層逐漸破壞變質(zhì),嚴(yán)重地影響了耐久性。為改進(jìn)其性能可在涂層外再加面層,從而能保護(hù)織物抵抗紫外線(xiàn)并改進(jìn)其自潔性。常用的面層有聚偏氟乙烯(PVF)與聚偏二氟乙烯(PVDF),前者的商品名稱(chēng)為泰德拉爾(Tedlar)。增加面層之后,聚酯纖維膜材的各種性能都有提高,但耐火性能還只能做到難燃,使用年限可達(dá)到15年。

2·2常用膜材的性能對(duì)比

目前國(guó)內(nèi)一些廠(chǎng)家雖然也能生產(chǎn)膜材,但其性能尚難達(dá)到建筑織物的要求,因此絕大部分工程所采用的膜材都是國(guó)外生產(chǎn)的。為了填補(bǔ)這個(gè)空白,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)家正在努力試制性能較高的膜材,同時(shí)還有企業(yè)正在引進(jìn)國(guó)外的設(shè)備和技術(shù)來(lái)生產(chǎn)膜材,以期滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的膜結(jié)構(gòu)工程的需求。

3制作與安裝

好的膜結(jié)構(gòu)制作與安裝應(yīng)該保證在所建的工程中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中所規(guī)定的幾何曲面和預(yù)張力水平。因此,一個(gè)合格的制作者應(yīng)對(duì)三維膜面形狀生成的要領(lǐng)有充分的理解,同時(shí)熟悉所加工膜材的性能。而一個(gè)合格的安裝者則應(yīng)在施工過(guò)程中善于控制不斷變化的幾何形狀。膜結(jié)構(gòu)的制作,大部分工作量是在工廠(chǎng)內(nèi)完成的,因此加工制作場(chǎng)地必須有足夠大的空間,并保持平整清潔,滿(mǎn)足一定溫濕度的要求。

成卷的膜材在工廠(chǎng)被裁剪成膜片,這種先進(jìn)的工藝應(yīng)由專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)來(lái)完成,但目前國(guó)內(nèi)的制作還是依靠人工放樣和裁剪。由于膜材在安裝時(shí)施加初始預(yù)張力而伸長(zhǎng),同時(shí)隨著時(shí)間會(huì)產(chǎn)生徐變,因此在裁剪時(shí)要根據(jù)所用膜材的特性,考慮上述因素的影響,確定膜片的收縮量。膜片通過(guò)高頻焊機(jī)熱合加工成膜單元。對(duì)于采用聚酯纖維或玻璃纖維為基材的膜材應(yīng)采用不同的焊機(jī)。各種膜材的連接方式和熱合工藝也不同。膜單元運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng),打開(kāi)包裝后展開(kāi)在它的支承構(gòu)件上(如桅桿、剛性骨架或索)。接著就應(yīng)進(jìn)行連續(xù)安裝就位,將膜單元盡快固定在邊緣構(gòu)件或鋼索上,因?yàn)檫@時(shí)膜結(jié)構(gòu)尚不能承重,最容易受外界氣候影響而導(dǎo)致膜面破壞。在膜單元固定的過(guò)程中,膜面實(shí)際上已經(jīng)開(kāi)始施加預(yù)張力而繃緊。為了使膜結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的形狀,還需要采用專(zhuān)門(mén)的施力機(jī)具分步、均勻地對(duì)其施加預(yù)張力。膜結(jié)構(gòu)中的預(yù)張力具有十分重要的作用。正因?yàn)槟げ氖芾鼓っ鏈p少或避免了褶皺和可能引起積水的凹坑,更重要的是預(yù)張力可以有效地控制由風(fēng)產(chǎn)生的膜面顫振。至于膜面是否能達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)張力值還是個(gè)難題,因?yàn)槟壳吧袥](méi)有能準(zhǔn)確測(cè)量膜面張力的儀器。實(shí)際工程中還只能以檢查施力點(diǎn)位移是否達(dá)到設(shè)計(jì)值作為控制標(biāo)準(zhǔn),對(duì)有代表性的施力點(diǎn)則應(yīng)進(jìn)行力值抽檢,這是檢查施工結(jié)果與設(shè)計(jì)假定吻合程度的一個(gè)重要手段。

膜結(jié)構(gòu)竣工驗(yàn)收之后要十分重視維護(hù)和保養(yǎng),以保證正常使用。與一般結(jié)構(gòu)相比,恐怕要更強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)。在竣工后的一段時(shí)間內(nèi),制作安裝單位應(yīng)負(fù)責(zé)檢查和維護(hù),并向使用單位提供保養(yǎng)維護(hù)手冊(cè)。膜結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期維護(hù)和保養(yǎng)還應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)。

4適用工程

多年的工程實(shí)踐表明,膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力,已成為現(xiàn)代建筑中一種重要的結(jié)構(gòu)形式。從一開(kāi)始,膜結(jié)構(gòu)就被應(yīng)用在體育建筑中,其后迅猛發(fā)展?，F(xiàn)在從大型的奧運(yùn)會(huì)體育館、世界杯的足球場(chǎng),一直到小型的學(xué)校健身房,無(wú)不見(jiàn)到膜結(jié)構(gòu)的蹤影。近年來(lái),世界各地的大城市都在興建會(huì)議展覽中心,對(duì)于要求一個(gè)大空間并可自然采光的展覽建筑來(lái)說(shuō),膜結(jié)構(gòu)就是一個(gè)理想的選擇。除此之外,膜結(jié)構(gòu)還經(jīng)常被用在商業(yè)、文娛、交通等建筑上,甚至面積不大的加油站、收費(fèi)站、候車(chē)亭、大門(mén)入口、遮陽(yáng)設(shè)施乃至街頭的建筑小品。然而,膜結(jié)構(gòu)也不是全能的,還要受到造價(jià)、氣候、能源、防火等條件的約束,因此選擇膜結(jié)構(gòu)的適用范圍是十分重要的。

4·1遮蓋敞開(kāi)或半敞開(kāi)建筑物

對(duì)于遮蓋敞開(kāi)或半敞開(kāi)建筑物,膜結(jié)構(gòu)是最合適的了。這首先要提到體育場(chǎng),其覆蓋范圍已由過(guò)去僅僅是主席臺(tái)發(fā)展到了全部看臺(tái),懸挑的跨度也越來(lái)越大。輕巧的膜結(jié)構(gòu)為此提供了有利的條件,懸挑出四五十米跨度已不成問(wèn)題。2000年世界杯,在日本和韓國(guó)建造的20座足球場(chǎng)中,有一半以上采用了膜結(jié)構(gòu)。我國(guó)從上海八萬(wàn)人體育場(chǎng)開(kāi)始,已有10多座已建或在建的體育場(chǎng)采用了膜結(jié)構(gòu)。新近建成的蕪湖體育場(chǎng),是由桁架拱支承的整體張拉式膜結(jié)構(gòu)。其他像露天劇場(chǎng)的舞臺(tái)、公路上的收費(fèi)站、加油站,國(guó)外用得很多,我國(guó)也開(kāi)始采用。在我國(guó)南方地區(qū),許多不需要墻圍護(hù)的商場(chǎng),以膜結(jié)構(gòu)作為屋蓋也很適宜。

4·2需要自然采光的公共建筑

對(duì)于需要自然采光的公共建筑,膜材的透光性能很好地解決采光問(wèn)題,并且沒(méi)有眩光,給人以一種處于大自然環(huán)境中的感覺(jué)。因此體育館、展覽館一類(lèi)的建筑采用膜結(jié)構(gòu)自不待言。自從1970年以后,在美國(guó)的大型公共體育館和大學(xué)體育館建設(shè)中采用了一系列的空氣支承膜結(jié)構(gòu),其中有代表性的是龐帝亞克市的八萬(wàn)座體育館“銀色穹頂”。1956年韓國(guó)漢城奧運(yùn)會(huì)的體操館和擊劍館采用了索穹頂形式的膜結(jié)構(gòu),這種索穹頂一直延續(xù)發(fā)展到1992年美國(guó)亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)的主體育館。膜結(jié)構(gòu)已是國(guó)外體育館、溜冰館、游泳館、健身房所常用的結(jié)構(gòu)形式,在我國(guó),目前還只限于中小型的體育建筑。

4·3展覽建筑

展覽建筑也是膜結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)熱門(mén)。從1970年的日本大阪博覽會(huì)開(kāi)始,差不多每一次世界博覽會(huì)都成了膜結(jié)構(gòu)的展覽。1985年在日本茨城、1992年在西班牙塞維利亞、2000年在德國(guó)漢諾威都出現(xiàn)了許多造型新穎、形狀奇特的膜結(jié)構(gòu)。2000年英國(guó)倫敦的“千年穹頂”則堪稱(chēng)為展覽建筑的代表作。我國(guó)也開(kāi)始在展覽建筑中采用膜結(jié)構(gòu),如上海新國(guó)際博覽中心,7萬(wàn)多m2的展覽館采用了鋼管立體桁架支承的膜結(jié)構(gòu)。南寧國(guó)際會(huì)展中心多功能大廳也采用了高達(dá)80m的旋轉(zhuǎn)雙曲拋物面雙層膜結(jié)構(gòu)。

4·4大量旅客集散的場(chǎng)所

對(duì)火車(chē)站、長(zhǎng)途汽車(chē)站、輪船碼頭、機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳等大量旅客集散的場(chǎng)所來(lái)說(shuō),一個(gè)封閉但又能采光的空間無(wú)異是很理想的。1995年美國(guó)丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳以17個(gè)寬67m帳篷形的膜結(jié)構(gòu)組成,寬敞明亮的建筑顯示了膜結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。最近廣州新白云機(jī)場(chǎng)候機(jī)大廳屋蓋的采光帶以及門(mén)廳等采用了膜材,單這部分的面積就有5萬(wàn)多m2。

4·5系列化產(chǎn)品

此外,膜結(jié)構(gòu)可以利用工廠(chǎng)生產(chǎn)的特點(diǎn),將其做成標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。目前在美國(guó)就有專(zhuān)門(mén)的廠(chǎng)家生產(chǎn)輕鋼骨架支承的膜結(jié)構(gòu),作為系列化的商品供應(yīng)。它適用于生產(chǎn)車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)和臨時(shí)性建筑。由于膜結(jié)構(gòu)具有運(yùn)輸、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn),對(duì)于緊急救災(zāi)或?yàn)?zāi)后重建都十分有用。

5技術(shù)規(guī)程

應(yīng)該承認(rèn)目前廣大技術(shù)人員對(duì)膜結(jié)構(gòu)還不熟悉,急需這方面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為技術(shù)上的指導(dǎo)。同時(shí),當(dāng)前膜結(jié)構(gòu)工程的施工也需要對(duì)制作、安裝提出要求,并對(duì)其允許誤差作出規(guī)定,才有利于保證工程質(zhì)量。此外,管理部門(mén)、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等對(duì)此也都有迫切的要求。因此,對(duì)膜結(jié)構(gòu)提供一本包括設(shè)計(jì)、制作、安裝和維護(hù)的指導(dǎo)性文件就顯得非常必要。中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)委托中國(guó)建筑科學(xué)研究院為《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的主編單位,組織國(guó)內(nèi)9個(gè)主要從事膜結(jié)構(gòu)科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)與施工的單位成立編制組,展開(kāi)規(guī)程的編制工作,并于2003年11月完成了送審稿。目前規(guī)程已通過(guò)了專(zhuān)家審查,正在形成報(bào)批稿,估計(jì)在2004年上半年將由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)批準(zhǔn)。規(guī)程的主要技術(shù)內(nèi)容如下:

(1)設(shè)計(jì)基本規(guī)定其中膜結(jié)構(gòu)選型按膜材及其相關(guān)構(gòu)件的受力方式分成4種形式,是國(guó)內(nèi)外首次提出的一種比較科學(xué)的分類(lèi)方法,另外提出了在建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問(wèn)題。

(2)材料膜材根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商所能提供的品種,按其材料組成分別給予代號(hào),按其抗拉強(qiáng)度、厚度與重量加以分級(jí)。對(duì)膜結(jié)構(gòu)中所用的拉索和錨具也作出規(guī)定。

(3)結(jié)構(gòu)計(jì)算指出膜結(jié)構(gòu)計(jì)算中所特有的初始形態(tài)分析、荷載效應(yīng)分析和裁剪分析,規(guī)定了膜材的抗力分項(xiàng)系數(shù)以及變形允許值。

(4)連接構(gòu)造根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐,提供了膜材、鋼索及其與相應(yīng)構(gòu)件連接的構(gòu)造圖,可供在設(shè)計(jì)中采用。

篇3

縱觀(guān)索膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史,可分為以下幾個(gè)階段:

1.1 膜結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)

膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,是以充氣膜結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn),世界上第一座充氣膜結(jié)構(gòu)建成于1946年,設(shè)計(jì)者為美國(guó)的沃爾特·勃德(W.Bird),這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國(guó)斯圖加特召開(kāi)的第一屆國(guó)際充氣結(jié)構(gòu)會(huì)議,無(wú)疑給充氣膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)在1970年大阪世界博覽會(huì)上。

充氣膜結(jié)構(gòu)它是以柔性結(jié)構(gòu)體系來(lái)承受風(fēng)荷載和雪荷載等各種外荷載的作用,由于膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及膜材的特殊性,充氣膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析過(guò)程也不同于以往的鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)。充氣膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)計(jì)算包括初始形態(tài)分析、受荷分析及模態(tài)分析等內(nèi)容。充氣膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析包括3個(gè)階段:忽略其自身微小的自重和自平衡預(yù)張力,不承受任何外部荷載的零態(tài);在確定的邊界條件及施加預(yù)應(yīng)力的分布和大小后所形成的初始態(tài);在外荷載、自重及考慮材料張力作用的工作態(tài)。它們之間的膜面主應(yīng)力方向、預(yù)張力的大小變化、形態(tài)變形過(guò)程和趨勢(shì)等是相互聯(lián)系、相互制約的,必須從全過(guò)程、一體化的角度加以考慮。

1.2 迅速發(fā)展

索膜結(jié)構(gòu)作為新的建筑形式自出現(xiàn),特別是到了20世紀(jì)70年代以后,索膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展,在國(guó)外已逐漸應(yīng)用于體育建筑、商場(chǎng)、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中,膜結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)為建筑師們提供了超出傳統(tǒng)建筑模式以外的新選擇。

1988年建成的日本東京室內(nèi)棒球館(Tokyo Dome“Big Egg”),是一座有55000個(gè)座位的體育館(室內(nèi)凈面積46767m2),該設(shè)計(jì)是建筑行業(yè)的一種強(qiáng)有力的蛻變過(guò)程,其蛋形屋頂為具有彈性的薄膜,一般會(huì)把巨蛋內(nèi)的氣壓控制在比巨蛋外高0.3%以維持蛋頂外型。結(jié)構(gòu)從根本上克服傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度(無(wú)支撐)建筑上實(shí)現(xiàn)時(shí)所遇到的困難,創(chuàng)造了巨大的無(wú)遮擋的可視空間。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡(jiǎn)易、安裝快捷、節(jié)能、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。另外值得一提的是,在陽(yáng)光的照射下,由膜覆蓋的建筑物內(nèi)部充滿(mǎn)自然漫射光,國(guó)際貿(mào)易論文無(wú)強(qiáng)反差的著光面與陰影的區(qū)分,室內(nèi)的空間視覺(jué)環(huán)境開(kāi)闊和諧。夜晚,建筑物內(nèi)的燈光透過(guò)屋蓋的膜照亮夜空,建筑物的體型顯現(xiàn)出夢(mèng)幻般的效果。

1.3 膜結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

在世界建筑業(yè)的迅速發(fā)展中,中國(guó)現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展受到了西方國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來(lái),在索膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用上顯示了活躍的趨勢(shì)。雖然一開(kāi)始工程規(guī)模不大,但已逐漸擴(kuò)展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國(guó)外,但預(yù)計(jì)會(huì)有更多的工程依靠自己的力量來(lái)完成。

在過(guò)去10年中,中國(guó)的許多城市都在籌劃建設(shè)新的體育設(shè)施。由于其重量很輕的優(yōu)點(diǎn),膜結(jié)構(gòu)往往被采用,體育建筑可以說(shuō)是膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)應(yīng)用的突破口。1997年之前,只建造了少量的小型與中型的膜結(jié)構(gòu),同年在上海舉行的第七屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì),膜結(jié)構(gòu)被用在主體育場(chǎng)的看臺(tái)挑篷,總面積達(dá)36100m2。這是中國(guó)第一次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上,具有深遠(yuǎn)的影響。

上海體育館鮮明特點(diǎn)是大跨度、大空間,其外形既充分展示了體育運(yùn)動(dòng)的力度和氣勢(shì),又體現(xiàn)了簡(jiǎn)潔流暢的整體風(fēng)格,是建筑技術(shù)和建筑藝術(shù)完美的結(jié)合。觀(guān)眾席上方采用馬鞍形大懸挑鋼管空間屋蓋結(jié)構(gòu),覆以乳白色半透明膜結(jié)構(gòu)的頂面,面積為3.6萬(wàn)平方米,主席臺(tái)正上方的一根最長(zhǎng)單臂懸挑梁長(zhǎng)73.5m,為世界建筑史之最。

在上海體育場(chǎng)成功的建成后,雖然它的價(jià)格仍高于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),又出現(xiàn)了一些膜結(jié)構(gòu)屋頂?shù)捏w育場(chǎng)。頤中體育場(chǎng)坐落在山東省的濱海城市青島,這是中國(guó)第一個(gè)靠自己力量設(shè)計(jì)與施工的大型膜結(jié)構(gòu)體育場(chǎng),外包尺寸為266m×180m,可容納6萬(wàn)觀(guān)眾。懸挑40m的屋蓋是一個(gè)包括膜、索和鋼支承結(jié)構(gòu)的典型張拉體系,整個(gè)屋蓋由70個(gè)錐形索膜單元組成,總面積為30000m2。環(huán)顧整個(gè)中國(guó)大地,膜結(jié)構(gòu)成為覆蓋主體育場(chǎng)的優(yōu)選。

2 索膜體育館的現(xiàn)狀

篇4

膜結(jié)構(gòu)是由一種或多種高強(qiáng)度的薄膜材料及加鋼構(gòu)件通過(guò)一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成各種獨(dú)特的空間形狀并能承受一定的荷載作用的空間結(jié)構(gòu)形式。本文將通過(guò)列舉某高速收費(fèi)站膜結(jié)構(gòu)工程簡(jiǎn)單介紹其施工工藝、質(zhì)量控制及后期養(yǎng)護(hù)中應(yīng)注意的問(wèn)題。

一、膜結(jié)構(gòu)安裝施工工藝

（一）膜材制作

此工程膜材料采用德國(guó)進(jìn)口杜肯PTFE高級(jí)建筑玻璃纖維永久膜材，膜結(jié)構(gòu)部分連接件全部采用鋁合金及不銹鋼材料，主要用于膜材加工的專(zhuān)用設(shè)備有高效自動(dòng)膜材熱合機(jī)及其他配套齊全的膜材檢驗(yàn)、下料、膜材邊角加工的專(zhuān)業(yè)化設(shè)備等。膜材加工工作遵循技術(shù)圖紙的設(shè)計(jì)條件和ISO9001管理的各項(xiàng)要求，進(jìn)行充分的組織和技術(shù)準(zhǔn)備，加工前進(jìn)行技術(shù)交底，使各工序都熟悉、理解工程特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，以及質(zhì)量控制程序要求的質(zhì)量控制點(diǎn)等。

（二）準(zhǔn)備工作

膜頂下部結(jié)構(gòu)全部安裝就緒、正確無(wú)誤。各柱、梁、桁架、節(jié)點(diǎn)齊全、正確、穩(wěn)定、可靠。全部安裝材料就位，準(zhǔn)備工作充分完備，施工機(jī)具、材料、工具準(zhǔn)備齊全、充分就緒，施工機(jī)械設(shè)備狀況完好，確保施工過(guò)程作業(yè)安全，膜連接節(jié)點(diǎn)已安裝驗(yàn)收完畢，所有鋼結(jié)構(gòu)安裝后，涂裝已全部完成并合格，膜與鋼結(jié)構(gòu)的工作點(diǎn)已驗(yàn)收合格，并已辦理交接手續(xù)。完成安裝準(zhǔn)備工作過(guò)程中必要的作業(yè)平臺(tái)、作業(yè)用腳手架及相關(guān)工裝。根據(jù)PTFE膜材的材料特點(diǎn)，對(duì)到貨包裝進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)無(wú)誤安裝前應(yīng)對(duì)到場(chǎng)的膜材成品包裝，對(duì)照?qǐng)D紙進(jìn)行編號(hào)核對(duì)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，方可進(jìn)行單元膜塊的吊裝就位安裝。

（三）膜片安裝

首先，對(duì)單元膜塊進(jìn)行吊裝前，在地面先進(jìn)行邊索、夾片、索錨具等附件的預(yù)裝配工作；進(jìn)行單元膜塊的吊裝就位，并按要求的方位（如前、后、左、右或東、南、西、北）展開(kāi)膜材，然后再用緊繩器拉拽膜邊、角到要安裝的位置，進(jìn)行安裝固定；單元膜塊的安裝順序，可從一端開(kāi)始安裝后，遵照第一個(gè)單元膜塊的施工順序，再依次完成其他單元膜塊的安裝工作；在單元膜塊的安裝過(guò)程中，隨時(shí)注意膜邊角的位置、尺寸及安裝效果，以防誤差積累，產(chǎn)生褶皺，而影響膜頂整體成型后的效果，保證造型平整、線(xiàn)條流暢。根據(jù)方案設(shè)計(jì)，依據(jù)結(jié)構(gòu)的位置，膜大體分成5個(gè)單元膜塊來(lái)進(jìn)行安裝。每個(gè)單元膜塊的安裝過(guò)程基本相同，以下僅以一個(gè)單元膜塊的安裝工作為例，其主要安裝工作程序如下：

（1）進(jìn)行吊裝機(jī)具、工具、材料和人員的一切準(zhǔn)備，根據(jù)運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)的單元膜塊成品包裝進(jìn)行檢查和確認(rèn)，對(duì)照?qǐng)D紙按安裝工作順序要求的方位，將預(yù)裝配好附件后的單元膜塊進(jìn)行吊放到位，不應(yīng)有錯(cuò)位等問(wèn)題存在，而影響單元膜塊的后續(xù)安裝及效果；

（2）膜蓋單元膜塊展開(kāi)后，再用拉緊器將膜邊拉拽到位，并對(duì)單元膜塊的主要膜邊，從中間向周邊進(jìn)行固定組裝，直至完成全部邊、角的組裝固定工作；

（3）對(duì)邊索等進(jìn)行調(diào)整，完成膜角固定夾片的安裝，實(shí)現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)造型；

（4）按上述步驟進(jìn)行下一塊膜蓋單元膜塊的安裝工作直至全部完成膜各單元的安裝工作。

（四）膜材安裝要求

若準(zhǔn)備工作不充分或風(fēng)雨天不具備展開(kāi)條件時(shí)，則不可進(jìn)行膜單元的展開(kāi)安裝；作好安裝前的安全檢查工作，注意防滑以及鋼結(jié)構(gòu)、桿件、支撐構(gòu)架是否穩(wěn)定，以保證施工安全和防止發(fā)生不測(cè)；在施工過(guò)程中，全部用手工工具安裝，臨時(shí)張拉工具和緊固材料、橡膠密封襯墊、夾板，以及安裝固定材料等包括金屬壓條、PVC密封襯墊、螺栓等物品，應(yīng)根據(jù)安裝工作的需要有序擺放。螺栓、螺母、墊片等零件，要求裝在隨身準(zhǔn)備的專(zhuān)用零件工具袋中，依序用于安裝過(guò)程；按適當(dāng)間隔把膜邊與拉緊器夾板，根據(jù)膜材安裝安全的要求方向，固定于適當(dāng)?shù)呐R時(shí)可靠位置；膜單元膜塊與鋼結(jié)構(gòu)連接處的夾板、壓條等安裝固定后，即可拆除拉緊器、夾板等臨時(shí)張拉工具；在特殊部位和兩個(gè)單元膜塊連接縫隙的壓板處，應(yīng)進(jìn)行硅膠防水密封處理，以提高防水密封效果；根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，全面進(jìn)行質(zhì)量跟蹤和檢驗(yàn)，以確保工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求；在膜頂?shù)陌惭b全過(guò)程，應(yīng)充分注意對(duì)膜材表面的潔凈維護(hù)和清理；工程安裝工作全部結(jié)束后，拆除臨時(shí)設(shè)施，清除余料雜物，清掃施工現(xiàn)場(chǎng)。

二、膜結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制

膜體材質(zhì)須經(jīng)嚴(yán)格檢查和測(cè)試，符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁使用不合格材料。膜體熱合加工前，熱合機(jī)（具）要處于良好狀態(tài)，并經(jīng)試合檢驗(yàn)，確認(rèn)完好后，方可正式熱合加工。膜體加工完后，必須進(jìn)行終結(jié)檢查，確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求、滿(mǎn)足尺寸、公差、強(qiáng)度要求等規(guī)范，出廠(chǎng)合格率達(dá)到100%方能包裝發(fā)運(yùn)。膜體包裝運(yùn)輸及施工現(xiàn)場(chǎng)貯存中，必須妥善保護(hù)，不得臟污、破損、變形、確保完好無(wú)損。嚴(yán)格按施工工藝方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，施工工地環(huán)境、天氣條件必須保證施工質(zhì)量和施工安全。鋼結(jié)構(gòu)骨架安裝完后，進(jìn)行綜合檢查，并提交驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，其基準(zhǔn)和相關(guān)尺寸、重要節(jié)點(diǎn)等要符合設(shè)計(jì)要求，與膜體接觸部位不得有尖棱、凸起。

三、膜結(jié)構(gòu)工程的養(yǎng)護(hù)措施

篇5

關(guān)鍵詞:小角X射線(xiàn);生物膜;液晶;相變;立方相

中圖分類(lèi)號(hào):O434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1004-373X(2009)20-152-03

Structures of Phosphatidylethanolamine Membrane by Small Angle X-ray Scattering

HUANG Haiyan1,2

(1.Xi′an Railroad Vocationally Technical College,Xi′an,710014,China;

2.College of Physics & Information Technology,Shaanxi Normal University,Xi′an,710062,China)

Abstract:The effects of polyvinylpyrrolidone (PVP) on the phase stability and structures of the mixture membranes of 1,2-Dielaidoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DEPE) have investigated by small angle X-ray scattering.A phase transition from Im3m (Q229) to Pn3m (Q224) phase occurred with increasing PVP concentration in the DEPE-PVP membrane.At 0.05 wt% PVP,DEPE-PVP membranes were in the coexistence cubic phase of both Q224 and Q229,and at 0.5 wt% PVP,DEPE membranes were in the Q224 phase.

Keywords:small angle X-ray;biomembrane;liquid crystals;phase change;cubic phase

0 引 言

液晶生物膜的研究是軟凝聚態(tài)物理的前沿領(lǐng)域之一。磷脂酰乙醇胺(PhosphatidylEthanolamine,PE)是構(gòu)成生物膜(Biomembrane)骨架的主要分子之一,對(duì)其結(jié)構(gòu)的多型性(Polymorphism)研究發(fā)現(xiàn),PE能自然形成六角相(Hexagonal Phases HII)。非雙層(Nonbilayer) 相的穩(wěn)定性以及不同非雙層結(jié)構(gòu)之間的相變研究,對(duì)弄清磷脂膜結(jié)構(gòu)的多型性具有非常重要的意義[1,2]。在生物膜結(jié)構(gòu)中,PE易形成穩(wěn)定的非片層以及多層脂質(zhì)體泡囊(Lipid Vesicles),PE脂質(zhì)體通常處于六角相[3]。

立方相和六角相結(jié)構(gòu)已引起了世界眾多物理學(xué)家的關(guān)注。這些非雙層結(jié)構(gòu)被認(rèn)為在膜的融合、膜蛋白功能的控制、細(xì)胞內(nèi)超分子結(jié)構(gòu)和膜蛋白的晶體結(jié)構(gòu)中起著非常重要的生理作用。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種高效分散劑,在脂質(zhì)體的制備中,對(duì)獲得均勻的脂質(zhì)體具有重要的作用。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對(duì)磷脂酰乙醇胺(PE)混合脂質(zhì)相行為的影響是一個(gè)十分值得研究的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1,2-二十四甘油酸-3-磷脂酰乙醇胺(1,2-Dielaidoyl-glycero-3-Phosphatidyl-Ethanolamine,DEPE)購(gòu)于Sigma(USA)公司。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和其他化學(xué)試劑購(gòu)于中國(guó)上海試劑公司。

1.2 樣品制備

按實(shí)驗(yàn)要求將DEPE溶于乙醚中,配成溶液;將PVP溶于 mol/15 磷酸鹽緩沖液(PBS,pH 7.4)中,過(guò)濾。濾液置于三角具塞燒瓶中,將該燒瓶放在磁力加熱攪拌器上,將溫度控制在60~70 ℃范圍內(nèi),高速攪拌,用微量注射器將溶有藥物的乙醚溶液緩慢加入,加完后在上述溫度范圍內(nèi)繼續(xù)攪拌90 min,在顯微鏡下觀(guān)察脂質(zhì)體達(dá)到要求后,密閉保存待用。 多相脂質(zhì)體的組分見(jiàn)表1。

表1 多相脂質(zhì)體的組分

編號(hào)名稱(chēng)組分

Sample ADEPE liposomesDEPE,PBS

Sample BDEPE+PVP liposomesDEPE,PBS,PVP(0.05;0.07;0.09;0.1;0.3;0.5 wt%)

表1中:PVP:聚乙烯吡咯烷酮;PBS:磷酸鹽緩沖液;DEPE:1,2-二十四甘油酸-3-磷脂酰乙醇胺PVP,polyvinylpyrrolidone;PBS,phosphate buffered saline;DEPE:1,2-Dielaidoyl-sn-glycero-3-phosphatidylethanolamine。

1.3 小角X射線(xiàn)散射(SAXS)實(shí)驗(yàn)

小角X射線(xiàn)散射(SAXS)圖譜是在日本理學(xué)D/max-rB型旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X射線(xiàn)衍射儀的小角散射附件上測(cè)得。樣品用浴式超聲波發(fā)生器振蕩30 min,將其充分混勻后,置于特制樣品架上進(jìn)行小角X射線(xiàn)散射測(cè)定。用閃爍記數(shù)器作為X射線(xiàn)探測(cè)系統(tǒng),將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。測(cè)試條件:CuKα輻射,λ=0.154 056 nm,Ni濾波片,管壓為40 kV,管流為100 mA,一級(jí)狹縫為0.08 mm,二級(jí)狹縫為0.06 mm,三級(jí)狹縫為調(diào)至最佳狀態(tài)。接受狹縫為0.1 mm,防散射狹縫為0.25 mm,掃描速度為0.5 °/min,時(shí)間常數(shù)為2 s,樣品均在室溫進(jìn)行測(cè)定。

1.4 脂質(zhì)胞囊液晶結(jié)構(gòu)特性的SAXS分析

1.4.1 片層液晶相結(jié)構(gòu)

液晶相參數(shù)可以從X衍射空間的重復(fù)間距d來(lái)計(jì)算。磷脂系統(tǒng)的雙層相、圓柱體、微胞等,其長(zhǎng)程有序的一維、二維和三維晶格引起的Bragg衍射與倒易空間間距(Shkl=1/dhkl)的比率相關(guān)。對(duì)于片層液晶相,其倒易空間間距(Sl=1/dl)的比率是: 1∶2∶3∶4∶…,磷脂雙層相的厚度是db=Φdlam,水層的厚度是dw=dlam-db樣品非水部分的體積是Φ=vl/(vl+vw),其中vl是每個(gè)磷脂分子的體積,vw為每個(gè)磷脂分子的結(jié)合水體積。

1.4.2 六角液晶相結(jié)構(gòu)

對(duì)與六角液晶相,與晶面間距dhk相應(yīng)的Miller指數(shù)h,k,分別為(1,0),(1,1),(2,0),(2,1),(3,0),…,其倒易空間間距Shk=1dhk=2(h2+k2+hk)12a3的比率是:1∶3∶ 2:7∶3∶…。六角相HII的晶胞參數(shù)是a=(2/3)d,水柱的直徑是dw=[(23/π)(1-Φ)a2]12。沿圓柱體軸線(xiàn)的脂質(zhì)層的厚度是dl=a-dw。

1.4.3 立方液晶相結(jié)構(gòu)

對(duì)于立方液晶相,晶面間距為dhkl=a/[(h2+k2+l2)12],其倒易空間間距為Shkl=1/dhkl=(h2+k2+l2)12/a,相應(yīng)的Miller指數(shù)hkl分別為 (100),(110),(111),(200),(210),(211),(220),(221/300),…,相應(yīng)的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:1∶2∶3∶4∶5∶6∶8∶9∶…。對(duì)雙聯(lián)立方液晶相(Biocontinuous Cubic Liquid Crystalline Phase),晶胞參數(shù)是a =2d110。 衍射線(xiàn)的消光規(guī)律為h+k+l=2n,其Miller指數(shù)線(xiàn)性相關(guān)。 空間群Pn3m(Q224)的立方液晶相,允許的Bragg衍射存在的Miller指數(shù)(hkl)是(110),(111),(200),(211),(220),(221/300),(310),…,相關(guān)的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:2∶ 3∶ 4∶ 6∶ 8∶ 9∶10∶…。對(duì)于空間群Im3m(Q229) 的立方液晶相,允許的Bragg衍射存在的Miller指數(shù)(hkl)是(110),(200),(211),(220),(310),(222),(321)…相關(guān)的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:2∶4∶ 6∶ 8∶ 10∶ 12∶ 14∶…。

2 結(jié) 果

用小角X射線(xiàn)散射(SAXS)技術(shù)研究PVP對(duì)DEPE形成的立方液晶相的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PVP對(duì)DEPE立方相形成的影響依賴(lài)于PVP的濃度。如圖1(a)所示,在 0.05 wt% PVP,DEPE-PVP混合膜的衍射線(xiàn)空間的重復(fù)晶面間距(nm)是 18.823,13.310,10.868,9.412,8.418,7.685,6.655 和14.708,12.009,10.400,8.492,7.354,6.578,6.004,5.559.由此得到的倒易空間間距的比率是2∶4∶ 6∶ 8∶ 10∶ 12∶ 14∶ 16和2∶ 3∶ 4∶ 6∶ 8∶ 10∶12∶14,分別對(duì)應(yīng)空間群Im3m(Q229)立方液晶相和空間群Pn3m (Q224)立方液晶相。結(jié)果表明此時(shí)DEPE-PVP混合膜是處在Im3m / Pn3m共存的混合立方液晶相。根據(jù)晶格常數(shù)a與晶面間距dhkl和晶面指數(shù)hkl的關(guān)系,以Shkl與h2+k2+l2為坐標(biāo)作圖(見(jiàn)圖1(b)),它是一條通過(guò)零點(diǎn)的直線(xiàn),斜率為a值的倒數(shù),由此求得晶體空間群Im3m (Q229)和Pn3m (Q224)的晶格常數(shù)分別是26.620 nm和20.800 nm。隨著PVP濃度增加,在DEPE-PVP混合膜中,發(fā)生了從Im3m (Q229)到Pn3m (Q224)的相變,與相變點(diǎn)相應(yīng)的PVP濃度是0.1 wt%。在0.5 wt% PVP中得到的DEPE-PVP混合膜衍射線(xiàn)空間的重復(fù)間距是14.708,12.009,10.400,8.492,7.354,6.578,6.004,5.559,相應(yīng)的倒易空間間距的比率是2∶3∶4∶6∶8∶10∶12∶14,對(duì)應(yīng)于Pn3m (Q224)立方液晶相,晶格常數(shù)是20.800 nm。

圖1 PVP對(duì)PVP含量增加對(duì)DEPE混合膜液晶相影響的X射線(xiàn)譜

3 討 論

在生物膜系統(tǒng)中,最常見(jiàn)的非雙層相是倒六角液晶相(HII)。但用小角X射線(xiàn)散射研究發(fā)現(xiàn),磷脂在表面活性劑和其他化學(xué)物質(zhì)的作用下能形成立方液晶相結(jié)構(gòu)。在DEPE混合系統(tǒng)中,高的PVP濃度誘導(dǎo)形成Pn3m相,低的PVP濃度促使形成Pn3m相和Im3m相共存的立方液晶相結(jié)構(gòu)。發(fā)生Im3m/Pn3m兩個(gè)立方液晶相的共存總是與其晶格常數(shù)比等于1.28相聯(lián)系(26.620/20.800=1.279 8,28.5/22.3 =1.278 0)。與IPMS(Infinite Periodic Minimal Surfaces)的理論相符。

Koynova et al[3]發(fā)現(xiàn),非雙層相按照下列順序排列:連續(xù)立方相(Im3m,Pn3m,Ia3d)六角相(H)微胞立方相(Fd3m)各向同性相(I)。在較高的脂肪酸(FA)含量(85-mol%)中,空間群(Fd3m)微胞立方相在PC/FA混合中形成。在較低的脂肪酸(FA)含量(75-mol%)中,至少三個(gè)立方相(Im3m,Pn3m,Ia3d)被發(fā)現(xiàn)。但在的實(shí)驗(yàn)中從Pn3m到Im3m相的相變中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Ia3d相。這里認(rèn)為,在生物膜系統(tǒng)中,通過(guò)化學(xué)組分的改變,可能誘導(dǎo)Pn3m相轉(zhuǎn)變成Im3m相。在DEPE混合膜中,加入PVP可能誘導(dǎo)Pn3m相通過(guò)表面結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)形成Im3m相,而沒(méi)有任何結(jié)構(gòu)的破壞。

參考文獻(xiàn)

[1]Estrela-Lopis,Brezesinski G,Mohwald H.Miscibility of DPPC and DPPA in Monolayers at the Air/Water Interface[J].Chemistry and Physics of Lipids,2004,131(1):71-80.

[2]孫潤(rùn)廣,張靜,齊浩.膽固醇對(duì)脂雙層結(jié)構(gòu)影響的SAXD和STM研究[J].生物物理學(xué)報(bào),2001,17(1):53-58.

[3]孫潤(rùn)廣,張靜,王永昌.多烯脂肪酸對(duì)磷脂膽固醇脂質(zhì)體液晶態(tài)結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理[J].生物物理學(xué)報(bào),1999,15(4):675-681.

[4]孫潤(rùn)廣,張靜,王永昌.脂肪酸多相脂質(zhì)體與癌細(xì)胞膜相互作用的譜研究[J].生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展,2000,27(3):296-300.

[5]孫潤(rùn)廣,齊浩,張靜.脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)特性的原子力顯微鏡研究[J].物理學(xué)報(bào),2002,51(6):41-45.

[6]Maas J H,Cohen StuartM A,Fleer G J.Thin Biock Copolymers Film:Film Formation and Corrugation under an AFM Tip[J].Thin Solid Films,2000,358(1-2):234-240.

篇6

關(guān)鍵詞：膜結(jié)構(gòu)材料；建筑用；聚酯長(zhǎng)絲織物涂覆聚氯乙??；玻璃纖維膜材料；性能評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU383 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Performance and Research Status of Membranes Applied on Building

Abstract： In recent years， membrane structure has been used in some large building including some famous stadiums. In terms of classification， grading and performance analyzation， R & D status of membrane at home and abroad were introduced in this article. The authors also pointed out that it is essential for domestic building-purpose membrane makers to strengthen product design， production process control and performance evaluation.

Key words： membrane structure； building-purpose； PVC coated polyester fabric； PTFE coated glass fiber fabric； performance evaluation

膜結(jié)構(gòu)建筑作為一種新穎的建筑形式于20世紀(jì)50年代在國(guó)際上開(kāi)始出現(xiàn)。在1967年蒙特利爾世博會(huì)上，德國(guó)展館的膜結(jié)構(gòu)建筑驚艷地展示在世人眼前，僅由 8 根鋼管撐起的膜結(jié)構(gòu)屋頂覆蓋了面積近8 000 m2的展館。這是膜結(jié)構(gòu)在大型建筑上的大膽采用，其嶄新的設(shè)計(jì)理念和魔幻般的造型帶來(lái)了前所未有的視覺(jué)沖擊和理念，毫無(wú)爭(zhēng)議地贏得了建筑設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。之后，膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用迅速發(fā)展，為建筑師們提供了傳統(tǒng)建筑模式以外的新選擇。

1 建筑用膜結(jié)構(gòu)材料的分類(lèi)

膜材料的重量只是傳統(tǒng)建筑材料的1/30，在實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)輕量化的同時(shí)，從根本上克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度（無(wú)支撐）建筑上實(shí)現(xiàn)時(shí)所遇到的困難，可創(chuàng)造巨大的無(wú)遮擋的可視空間。

建筑膜結(jié)構(gòu)有多種類(lèi)型，較為典型的有骨架式膜、充氣膜和張拉膜等。

骨架式膜結(jié)構(gòu)是由鋼或其他材料構(gòu)成的剛性骨架，膜張拉并置于骨架上構(gòu)成，這種結(jié)構(gòu)中膜材料主要起覆蓋屋面的功能，不是維持建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本結(jié)構(gòu)單元，典型的建筑有2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng) —— “鳥(niǎo)巢”。

充氣膜結(jié)構(gòu)包括氣承式和氣囊式兩種，前者利用室內(nèi)外的空氣壓力差來(lái)支承建筑屋面，由于難以有效抵抗惡劣氣候條件，在20世紀(jì)80年代后期逐漸淡出人們的視野；后者則利用不同形狀的雙層膜充氣氣囊承受載荷，過(guò)去在大跨度建筑中較少使用，但由于建筑技術(shù)的進(jìn)步和輕質(zhì)高透光率ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）的應(yīng)用，近年來(lái)有了明顯的發(fā)展，如國(guó)家游泳館“水立方”。

張拉索膜結(jié)構(gòu)由穩(wěn)定的空間雙曲張拉膜面、支承桿系、支承索等構(gòu)成，在現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展初期具有舉足輕重的作用，其中織物膜材料是維持張拉膜結(jié)構(gòu)最重要的結(jié)構(gòu)單元，具有很高的力學(xué)性能要求，是本文所研究的主要對(duì)象。

2 織物膜材料

從結(jié)構(gòu)組成角度而言，膜材料是一種在織物基布上涂敷樹(shù)脂或橡膠等基體材料而制成的層狀柔性復(fù)合材料，一般由 3 部分組成，即基布、涂層與面層。其中，基布提供膜材料的力學(xué)性能，特別是抗張拉性能；聚合物涂層使膜材料具有抵御環(huán)境因素（如擋風(fēng)、防雨等）的能力；面層則賦予膜材料自潔、抗紫外等能力。

聚酯長(zhǎng)絲織物涂覆聚氯乙?。≒ES/PVC）是使用最廣泛的建筑用膜材料，產(chǎn)品覆蓋了從臨時(shí)性建筑的蓬蓋布到永久性建筑的厚涂層膜，使用壽命可達(dá)20年。面層以聚氟化合物為主，如PVDF、PVF等，對(duì)于使用年限較短的可采用Acrylic、Uethane等涂層。聚酯纖維拉伸強(qiáng)度高，彈性好，斷裂伸長(zhǎng)率高，有利于安裝時(shí)的調(diào)整，但是在陽(yáng)光照射下纖維容易老化，使強(qiáng)度和彈性降低。

另一廣泛使用的建筑用膜材料是玻纖織物涂覆聚四氟乙烯（GF/PTFE），具有使用壽命長(zhǎng)、透光性好等特點(diǎn)，特別適用于永久性的大型建筑。玻纖拉伸強(qiáng)度高，模量大，雖然斷裂伸長(zhǎng)小，但是不易老化，使用壽命長(zhǎng)。

此外，錦綸、芳綸和碳纖維等在某些場(chǎng)合也有少量使用。在涂層方面，硅樹(shù)脂（SiR）是一種性能優(yōu)良的高聚物涂層材料。理想的膜材料最好具有PES/PVC膜的低成本易加工，拉伸與撕裂強(qiáng)度高，又具有GF/SiR的透明、耐久性，以及PTFE涂層的自潔性等優(yōu)點(diǎn)。因此有人建議綜合上述 3 方面的優(yōu)點(diǎn)，即采用聚酯纖維基布、硅樹(shù)脂基礎(chǔ)涂層、PTFE或ETFE面涂層的織物膜材料。

國(guó)內(nèi)膜材料的分類(lèi)常參考日本的標(biāo)準(zhǔn)JISA，根據(jù)防火性能的優(yōu)劣可分為 3 類(lèi)，即：A類(lèi)膜（不燃級(jí)），指在玻纖基布上涂敷以PTFE為主要成分的涂層（PTFE重量含量在90%以上）而制成的膜材料；B類(lèi)膜（不燃或難燃級(jí)），指在玻纖基布上涂敷PVC、硅橡膠（SiR）等涂層（包括涂敷保護(hù)性面層）而制成的膜材料，以GF/SiR膜材料最為典型，并要進(jìn)行防火處理；C類(lèi)膜（難燃級(jí)），指在滌綸、芳綸、錦綸等化纖基布上涂敷PVC等涂層（包括涂敷保護(hù)性面層）而制成的膜材料，以PES/PVC膜材料最為典型，要進(jìn)行防火處理。

2004年我國(guó)頒布了《膜結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，將膜材料分為G類(lèi)和P類(lèi)，分別對(duì)應(yīng)于基布材料為玻纖和聚酯纖維的產(chǎn)品。G類(lèi)為不燃類(lèi)膜材料，P類(lèi)為難燃類(lèi)膜材料。根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力的要求，分為A到E共 5 個(gè)級(jí)別，如表 1 和表 2 所示。

作為膜材料的基布，機(jī)織物是常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)，織物組織以平紋和方平組織為主。為了提高基布的抗撕裂強(qiáng)度，有時(shí)也采用變化平紋組織，即相隔一定距離用雙根紗代替單根紗。據(jù)稱(chēng)該結(jié)構(gòu)可將膜材料的抗撕裂強(qiáng)度提高 1 倍。隨著膜材料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)還出現(xiàn)了以雙軸向經(jīng)編織物或無(wú)結(jié)方格網(wǎng)作基布的膜材料，進(jìn)一步豐富了膜材料基布的選材范圍。機(jī)織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，平面覆蓋系數(shù)大。但它各向異性明顯，抗平面畸變性較差。

雙軸向經(jīng)編織物中纖維取向度較高，紗線(xiàn)性能利用率高，且由于束縛襯線(xiàn)的存在，使織物的抗剪切性能有所提高。其缺點(diǎn)是經(jīng)緯紗僅靠襯線(xiàn)捆綁在一起，故經(jīng)緯紗的交互作用較弱。無(wú)結(jié)方格網(wǎng)有著與雙軸向經(jīng)編織物類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度和彈性模量均較高，但由于經(jīng)緯紗間幾乎沒(méi)有相互作用，載荷無(wú)法相互傳遞，故方格網(wǎng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，通常要用粘接劑粘合。

3 國(guó)內(nèi)建筑用膜材料的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著高分子材料自身性能的不斷改善，現(xiàn)代膜材料已具有諸如抗拉強(qiáng)度高、防水、透光、阻燃、化學(xué)和機(jī)械性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其生產(chǎn)加工的關(guān)鍵技術(shù)仍然只為少數(shù)公司所壟斷。在國(guó)外，特別是在德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)和日本等工業(yè)化國(guó)家和地區(qū)，建筑用膜材料制造業(yè)已達(dá)到了很高的技術(shù)水準(zhǔn)，并取得了很好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。在此背景下近兩年國(guó)產(chǎn)膜材料的生產(chǎn)研發(fā)也取得了可喜的進(jìn)展。

2002年12月，世界最大的膜結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)商之一 ——日本太陽(yáng)工業(yè)集團(tuán)獨(dú)資子公司在上海開(kāi)工生產(chǎn)，標(biāo)志著該集團(tuán)在亞洲的市場(chǎng)和產(chǎn)品加工中心正式轉(zhuǎn)移至中國(guó)。同一年，上海申達(dá)科寶新材料有限公司從德國(guó)引進(jìn)了全自動(dòng)涂層材料生產(chǎn)線(xiàn)，于2003年底安裝完畢并試車(chē)，目前已能生產(chǎn)幅寬達(dá)4 m的各種PVDF和Acrylic等建筑用膜材料。北京帆布廠(chǎng)佳泰蓬蓋材料分廠(chǎng)是國(guó)內(nèi)較早生產(chǎn)PVC涂層布的專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，該廠(chǎng)全套引進(jìn)了年產(chǎn)能達(dá)400萬(wàn)m2的德國(guó)經(jīng)編生產(chǎn)線(xiàn)和相應(yīng)的意大利涂層設(shè)備，主要生產(chǎn)雙軸向經(jīng)編PVC膜材料。此外，上海豪普膜結(jié)構(gòu)工程技術(shù)有限公司、浙江寧波天塔聚氟玻璃纖維有限公司等單位也聲稱(chēng)已研制出永久性建筑用PTFE膜材料。

4 膜材料的主要物理性能

4.1 抗拉性能

膜材料的拉伸性能包括拉伸模量和斷裂強(qiáng)度。其中，拉伸性能取決于基布的相應(yīng)特性。而常見(jiàn)的基布是機(jī)織物或雙軸向經(jīng)編織物，均擁有經(jīng)緯向相互垂直的紗線(xiàn)系統(tǒng)，使得膜材料表現(xiàn)出明顯的正交各向異性。在荷載作用下，基布中纖維絲束本身的應(yīng)力/應(yīng)變行為具有非線(xiàn)性，同時(shí)經(jīng)緯紗會(huì)因交織而產(chǎn)生屈曲，纖維絲束除在外力作用下會(huì)出現(xiàn)彈性變形外，還將發(fā)生結(jié)構(gòu)性的位移，從而使得膜材料的應(yīng)力/應(yīng)變關(guān)系呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非線(xiàn)性。另外，膜材料在應(yīng)力作用下還表現(xiàn)出粘彈性力學(xué)性能。

然而，在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，如果同時(shí)考慮膜材料的非線(xiàn)性、粘彈（塑）性和正交各向異性將會(huì)帶來(lái)巨大的計(jì)算工作量，因此在目前的設(shè)計(jì)工作中，往往根據(jù)實(shí)際情況作簡(jiǎn)化處理。一是依據(jù)膜結(jié)構(gòu)所采用的張拉預(yù)應(yīng)力及設(shè)計(jì)工作應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于膜材料的抗拉強(qiáng)度（通常預(yù)應(yīng)力不超過(guò)5%的抗拉強(qiáng)度，工作應(yīng)力不超過(guò)20%的抗拉強(qiáng)度），在設(shè)計(jì)應(yīng)力范圍內(nèi)，認(rèn)為膜材料是處于彈性階段，不考慮其非線(xiàn)性；二是根據(jù)膜材料在安裝前通常要經(jīng)過(guò)兩次張拉，消除了絕大部分殘余應(yīng)變和蠕變的影響，認(rèn)為膜材料是完全彈性材料。基于上述簡(jiǎn)化，膜材料可采用二維正交各向異性完全彈性體的本構(gòu)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這點(diǎn)，即可利用經(jīng)緯向的拉伸模量計(jì)算出膜材料面內(nèi)其它方向的拉伸模量。

通過(guò)對(duì)膜材料拉伸斷裂后的斷口形態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)試樣呈單純拉斷型、剪切型以及拉剪混合型等不同破壞模式。拉斷型破壞一般發(fā)生在正軸向拉伸條件下，如經(jīng)向或緯向拉伸，所有纖維都在同一位置斷裂，斷口與加載方向相互垂直；剪切型破壞一般發(fā)生在與經(jīng)向（或緯向）約呈45°的偏軸向拉伸條件下，纖維依次從涂層材料中抽，試樣破壞一般發(fā)生在纖維與涂層材料的界面，基布中纖維并未發(fā)生斷裂，因此界面粘合強(qiáng)度在很大程度上決定了膜材料的偏軸拉伸強(qiáng)度；其它方向上拉伸時(shí)，膜材料一般呈拉剪混合型破壞模式，即試樣邊部纖維從涂層材料中抽，中部纖維則被拉斷。在發(fā)生對(duì)純拉或純剪切型破壞模式下，Tsai-Hill強(qiáng)度準(zhǔn)則能對(duì)膜材料強(qiáng)度做出較好的預(yù)測(cè)，但如果試樣出現(xiàn)拉剪混合型破壞模式，則Tsai-Hill強(qiáng)度準(zhǔn)則預(yù)測(cè)結(jié)果偏高。

膜材料的抗拉伸性能一般以其在單軸應(yīng)力狀態(tài)下的極限拉斷強(qiáng)度進(jìn)行表征。它主要取決于基布纖維強(qiáng)度、織造密度以及涂層工藝。測(cè)試膜材料抗拉強(qiáng)度有單軸和雙軸拉伸兩種方法。由于在膜結(jié)構(gòu)建筑中，膜材料均為多向受力，因此后者更具有實(shí)際意義。然而雙軸向拉伸試驗(yàn)儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，操作也較為復(fù)雜，將其列為膜材料性能的常規(guī)性評(píng)價(jià)指標(biāo)暫時(shí)還存在困難，導(dǎo)致膜材料測(cè)試條件與其在膜結(jié)構(gòu)中的實(shí)際承載狀態(tài)并不一致，因此在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)通常采用較大的安全系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。

4.2 抗撕裂性能

膜材料的撕裂破壞是在膜結(jié)構(gòu)安裝應(yīng)力或預(yù)應(yīng)力作用下，由膜材料上的初始小洞、裂縫或其他缺陷等引發(fā)，再迅速擴(kuò)大并導(dǎo)致膜材料整體破壞的過(guò)程。由于它與膜材料的安裝和使用安全有密切關(guān)系，因此受到普遍重視，但是迄今為止尚未有一個(gè)能得到廣泛認(rèn)同的測(cè)試方法。

常見(jiàn)的撕裂測(cè)試方法包括雙舌撕裂法、梯形撕裂法以及中心裂縫撕裂法等。對(duì)PES/PVC膜材料的測(cè)試結(jié)果表明，采用雙舌撕裂法時(shí)，膜材料撕裂行為并非簡(jiǎn)單的撕裂三角區(qū)內(nèi)橫向紗線(xiàn)受剪或受拉破壞，纖維與涂層材料間的界面性能、縱向紗線(xiàn)的拉伸強(qiáng)度及在橫向紗線(xiàn)上所產(chǎn)生的束縛作用等對(duì)膜材料的撕裂破壞過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

采用梯形撕裂法時(shí)，膜材料的撕破模式主要表現(xiàn)為縱向紗線(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生不等長(zhǎng)拉伸斷裂破壞，橫向紗線(xiàn)系統(tǒng)的作用很小，因此撕裂三角區(qū)的大?。ㄋc撕裂三角區(qū)內(nèi)能同時(shí)承載的紗線(xiàn)根數(shù)有密切關(guān)系）、承載紗線(xiàn)自身的斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長(zhǎng)率等對(duì)測(cè)試結(jié)果均有重要影響。

中心裂縫撕裂法有脆性斷裂和由裂縫端點(diǎn)處應(yīng)力集中引發(fā)裂縫擴(kuò)展并導(dǎo)致韌性斷裂兩種撕破模式，前者在試樣破壞前無(wú)明顯特征，加載至一定程度時(shí)，突然發(fā)生試樣的斷裂；后者則以試樣破壞前的裂縫擴(kuò)展為主要特征，裂縫擴(kuò)展到一定程度后導(dǎo)致試樣發(fā)生斷裂破壞。發(fā)生脆性斷裂時(shí)的膜材料強(qiáng)力下降現(xiàn)象可用裂縫處的應(yīng)力集中現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明，即裂縫會(huì)使試樣裂縫端點(diǎn)處的應(yīng)力遠(yuǎn)高于試樣其他部位，從而使膜材料的抗拉強(qiáng)力出現(xiàn)不同程度的降低。對(duì)于實(shí)際的撕裂試驗(yàn)過(guò)程，由于試樣寬度有限，故應(yīng)力集中的大小與預(yù)制裂縫尺寸密切相關(guān)。

研究結(jié)果表明，雙舌撕裂法不能真實(shí)地反映膜材料的抗撕裂性能，不太適合用作膜材料抗撕裂性能的測(cè)試；中心裂縫撕裂法的測(cè)試結(jié)果受試樣裂縫尺寸的影響較大，在提出新的測(cè)試指標(biāo)之前，暫不宜將其測(cè)出的斷裂強(qiáng)力直接作為膜材料的特征參數(shù)；梯形撕裂試驗(yàn)的撕裂模式較為單純，試驗(yàn)結(jié)果也很穩(wěn)定，是一種值得推薦的膜材料抗撕裂性能的測(cè)試方法。

5 膜材料的老化

由于成本的因素，PES/PVC作為建筑用膜材料在我國(guó)有很大的市場(chǎng)。然而在長(zhǎng)期使用中，特別是在紫外線(xiàn)、溫度等的環(huán)境因素作用下，膜材料將發(fā)生老化，導(dǎo)致強(qiáng)度、顏色、光亮度、自潔性等性能逐漸退化。老化直接影響膜材料的使用壽命，一般超越使用年限后，膜材料仍具有足夠的強(qiáng)度安全性，但外觀(guān)已經(jīng)不符合建筑美觀(guān)的要求。

PES/PVC的老化包括光氧老化、熱氧老化、化學(xué)降解等。由于PVC膜中或多或少地含有一些其它雜質(zhì)，如支鏈、催化劑、烯丙基、氫過(guò)氧化物、羰基和雙鍵等基團(tuán)，這些物質(zhì)和基團(tuán)形成所謂的“結(jié)構(gòu)缺陷”，在紫外線(xiàn)（尤其是波長(zhǎng)為290 ～ 400 nm的紫外線(xiàn)）或者高溫等因素的作用下，PVC膜中化學(xué)鍵斷裂，生成自由基。在氧氣的作用下，自由基引發(fā)氧化反應(yīng)，使大分子斷裂，PVC發(fā)生了光氧或熱氧老化，出現(xiàn)泛黃、表面龜裂、光澤消失、拉伸強(qiáng)度下降等現(xiàn)象。另外，環(huán)境中的各種化學(xué)介質(zhì)也會(huì)引起大分子鏈的結(jié)構(gòu)變化、降解等，使材料老化。

隨著PVC涂層的老化，光照將穿過(guò)薄膜照到織物上，基布纖維逐漸開(kāi)始老化。對(duì)于聚酯纖維，在360 nm波長(zhǎng)時(shí)已開(kāi)始吸收光，當(dāng)波長(zhǎng)低于320 nm時(shí)，吸收明顯提高，而在300 nm以下時(shí)，聚酯纖維對(duì)光的吸收更加明顯，引起光氧化和光降解。發(fā)生光氧化時(shí)，主要以斷鏈為主，產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳和羧酸等產(chǎn)物。光降解過(guò)程中，生成的烷基自由基和羥基自由基反應(yīng)生成的單羥基衍生物和雙羥基衍生物使聚酯纖維泛黃。

為了掌握PES/PVC的老化性能和使用壽命，老化試驗(yàn)是常見(jiàn)的評(píng)價(jià)方法，即：自然老化試驗(yàn)和人工加速老化試驗(yàn)。自然老化試驗(yàn)是將試樣曝露于自然日光下或由玻璃板過(guò)濾后的日光下，或曝露于經(jīng)會(huì)聚裝置強(qiáng)化后的日光下，測(cè)定試樣的物理、機(jī)械或其他性能的變化，準(zhǔn)確地反映材料真實(shí)的老化過(guò)程，但試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性差。人工加速老化試驗(yàn)是用人工的方法，以光照、溫度、降雨等主要?dú)夂蛞蛩啬M大氣環(huán)境條件或某種特定的環(huán)境條件，以期在短期內(nèi)獲得試驗(yàn)結(jié)果。這種試驗(yàn)方法周期短，不受區(qū)域性氣候的限制，試驗(yàn)條件的可控性強(qiáng)和再現(xiàn)性強(qiáng)，但是由于與自然環(huán)境差距較大，人工加速老化的結(jié)果還不能很好地預(yù)測(cè)材料在真實(shí)環(huán)境下的使用壽命。

篇7

[關(guān)鍵詞] 失血性休克；再灌注損傷；腸系膜上靜脈

[中圖分類(lèi)號(hào)] R574.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2011）23-16-02

The Change of Rabbit Intestinal Mucosa Structure and Barrier Function Endured Haemorrhagic Shock and Superior Mesenteric Vein Blocking

TAO Lijun1 FANG Jun1 WU Zuozhu1 CHEN Bicheng2

1.The No.1 Affiliated Hospital of Wenzhou Medical College，Wenzhou 325000，China；2. Experimental Animal Center，Wenzhou Medical College，Wenzhou 325000，China

[Abstract] Objective To study the change of rabbit intestinal mucosa structure and barrier function endured multiple damage by haemorrhagic shock，superior mesenteric vein blocking and ischemia reperfusion. Methods Twenty rabbits were divided randomly into two groups：normal control group and experimental group. Plasma endotoxin and MDA of superior mesenteric vein were detected before shock，one hour after shock and one hour following resuscitation，terminal ileum were taken to determinate ileum mucosa thickness and villus height. Results Plasma endotoxin and MDA levels of experimental group were elevated markedly（P＜0.01），ileum mucosa thickness and villus height were declined markedly compared with normal control group（P＜0.01）. Conclusion The intestinal mucosa structure and barrier function are heavily damaged by haemorrhagic shock，superior mesenteric vein blocking and ischemia reperfusion，then lead to bacteria translocation and endotoxemia，bring about organism harmful influence.

[Key words] Haemorrhagic shock；Ischemia reperfusion；Superior mesenteric vein

隨著交通事故增多，臨床上腸系膜撕裂傷致腸系膜上靜脈破裂合并失血性休克病例日漸增多，手術(shù)中需阻斷腸系膜上靜脈進(jìn)行修補(bǔ)，因此小腸黏膜需承受失血性休克低灌注、靜脈阻斷無(wú)血流及開(kāi)放后缺血-再灌注三重?fù)p傷。本實(shí)驗(yàn)采用失血性休克動(dòng)物模型模擬臨床腸系膜上靜脈破裂致失血性休克病例，觀(guān)察失血性休克、靜脈阻斷及開(kāi)放后缺血-再灌注多重?fù)p傷對(duì)小腸黏膜結(jié)構(gòu)和屏障功能的影響。

1 材料與方法

1.1 造模與分組

日本大白兔20只，體重1.5～2.5kg，雌雄不限。術(shù)前禁食12h，自由飲水。戊巴比妥鈉（3%，30mg/kg）耳緣靜脈注射麻醉，分離左側(cè)頸總動(dòng)脈，插管接多功能監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)動(dòng)脈壓；分離右側(cè)頸外靜脈用于輸液及給藥，穩(wěn)定10min，隨機(jī)分為兩組：對(duì)照組：直接開(kāi)腹取小腸標(biāo)本，分離腸系膜上靜脈取血液標(biāo)本，作正常對(duì)照；實(shí)驗(yàn)組：經(jīng)左頸總動(dòng)脈放血使平均動(dòng)脈壓在10min內(nèi)降至50mmHg，建立休克模型，并通過(guò)動(dòng)脈放血和靜脈回輸，維持平均動(dòng)脈壓在50mmHg水平，休克1h后開(kāi)腹，開(kāi)腹后取腸系膜上靜脈血樣，并阻斷腸系膜上靜脈，同時(shí)開(kāi)始回輸自體血及等量生理鹽水，糾正休克，5min后開(kāi)放阻斷，1h后再次取腸系膜上靜脈血樣，并取小腸樣本。

1.2 樣品采集和測(cè)定

1.2.1 小腸病理學(xué)檢查 距回盲部2cm以上取回腸5cm，常規(guī)固定，石蠟包埋，切片（3～4μm），HE染色。采用奧林巴斯BX41圖像采集分析系統(tǒng)，觀(guān)察3張非連續(xù)性切片，每張切片在圖像分析儀上測(cè)定10個(gè)絨毛腸黏膜厚度、腸絨毛高度。其均數(shù)作為測(cè)定數(shù)據(jù)。

1.2.2 丙二醛測(cè)定 實(shí)驗(yàn)組分別于休克1h后、再灌注1h后取腸系膜上靜脈血2mL，3000r/min離心15min，取血清低溫保存?zhèn)錅y(cè)；對(duì)照組于建立頸部插管10min后即開(kāi)腹取血。試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所，測(cè)定時(shí)嚴(yán)格按試劑盒說(shuō)明操作。

1.2.3 血漿內(nèi)毒素測(cè)定 采用偶氮鱟試劑基質(zhì)顯色法測(cè)定。實(shí)驗(yàn)組分別于休克1h后、再灌注1h后取腸系膜上靜脈血1mL加抗凝劑1mL，以1000 r/min離心10min，取血漿保存于超低溫冰箱；對(duì)照組于建立頸部插管10min后即開(kāi)腹取腸系膜上靜脈血作對(duì)照，按鱟試劑試劑盒（廈門(mén)鱟試劑廠(chǎng)提供）使用說(shuō)明測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)均用（χ±s）表示。采用SPSS10.0軟件包，兩組間差異的比較采用兩樣本均數(shù)差別的顯著性檢驗(yàn)（t檢驗(yàn)），P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 小腸黏膜厚度和絨毛高度

對(duì)照組絨毛排列有序，黏膜完整，無(wú)絨毛脫落壞死，實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組小腸黏膜厚度及絨毛高度明顯下降（P＜0.01），絨毛間距變寬，部分上皮細(xì)胞壞死脫落，部分頂端絨毛脫落。見(jiàn)表1、圖1、2。

圖1 對(duì)照組小腸形態(tài) 圖2 實(shí)驗(yàn)組小腸形態(tài)

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2.2 MDA及內(nèi)毒素測(cè)定結(jié)果

實(shí)驗(yàn)組休克1h后血漿MDA及內(nèi)毒素水平較對(duì)照組明顯升高（P＜0.01），經(jīng)腸系膜上靜脈阻斷、再灌注1h等損傷后血漿MDA及內(nèi)毒素水平較休克1h時(shí)再次明顯升高（P＜0.01）。見(jiàn)表2。

注：與對(duì)照組比較，1t=19.80，P＜0.01；2t=5.75，P＜0.01；與休克1h后比較：3t=14.80，P＜0.01；4t=10.12，P＜0.01

3 討論

近年來(lái)，隨著交通事故增多，臨床上腸系膜撕裂傷致腸系膜上靜脈破裂合并失血性休克病例日漸增多，手術(shù)中需阻斷腸系膜上靜脈進(jìn)行修補(bǔ)，因此小腸黏膜需承受失血性休克低灌注、靜脈阻斷無(wú)血流及開(kāi)放后缺血-再灌注三重?fù)p傷。

腸系膜上靜脈破裂后，腹腔內(nèi)出血往往非常嚴(yán)重，入院時(shí)血壓常測(cè)不出，而腸道對(duì)失血非常敏感，失血性休克發(fā)生時(shí)，隨著血壓下降，血流不成比例地減少和重新分配，最早發(fā)生腸道血流量的顯著下降[1]，加之腸道微循環(huán)結(jié)構(gòu)的特殊性及腸黏膜的高代謝、高氧需求，使腸黏膜對(duì)缺血缺氧較為敏感，易引起腸黏膜細(xì)胞壞死、凋亡脫落，細(xì)胞間隙增寬，從而引起腸道通透性增加、黏膜屏障功能削弱，出現(xiàn)細(xì)菌移位、內(nèi)毒素血癥[2]，最終發(fā)生全身炎癥反應(yīng)綜合征和多器官功能不全[3]。本組研究中休克1h后血漿內(nèi)毒素及丙二醛含量明顯升高，說(shuō)明腸道黏膜結(jié)構(gòu)和屏障功能已受到明顯破壞，進(jìn)而導(dǎo)致了細(xì)菌移位和內(nèi)毒素血癥，并對(duì)機(jī)體造成進(jìn)一步的影響。

靜脈阻斷后隨著靜脈壓力的升高，小腸血供完全停止，腸道黏膜缺血缺氧進(jìn)一步加劇，而血管里內(nèi)毒素和代謝產(chǎn)物堆積導(dǎo)致和加重局部腸道炎癥反應(yīng)，加重小腸黏膜的損害；另一方面小腸腸腔內(nèi)壓力也相應(yīng)增高；趙衛(wèi)川等[4]發(fā)現(xiàn)隨著腸腔內(nèi)壓力增高，內(nèi)毒素吸收成倍增多。內(nèi)毒素本身也可引起腸黏膜發(fā)生一系列病理改變：黏膜下水腫、腸絨毛頂部細(xì)胞壞死、腸通透性增加，從而破壞腸黏膜屏障功能，形成惡性循環(huán)。

靜脈開(kāi)放后再灌注，腸黏膜血管產(chǎn)生大量自由基，伴隨中性粒細(xì)胞在局部聚集，激活的中性粒細(xì)胞釋放大量氧自由基與蛋白酶參與損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，造成血管通透性增加，上皮細(xì)胞壞死脫落，黏膜屏障功能受損，從而加重腸內(nèi)細(xì)菌移位和內(nèi)毒素血癥，加重全身?yè)p害[5]。本組研究中發(fā)現(xiàn)在休克糾正、靜脈開(kāi)放1h后，血內(nèi)毒素及丙二醛水平仍有進(jìn)一步上升，說(shuō)明缺血-再灌注損傷進(jìn)一步加重小腸黏膜結(jié)構(gòu)及屏障破壞。

因此，在治療過(guò)程中，我們應(yīng)盡量縮短患者術(shù)前失血性休克時(shí)間，簡(jiǎn)化術(shù)前準(zhǔn)備流程，盡早手術(shù)，術(shù)中應(yīng)結(jié)合上腹部受傷史、受傷部位、出血程度和部位等，盡早探明出血原因，并盡量縮短腸系膜上靜脈阻斷時(shí)間，術(shù)后采用對(duì)缺血-再灌注保護(hù)性藥物，從各個(gè)環(huán)節(jié)減少對(duì)小腸結(jié)構(gòu)和屏障功能的破壞，從而減輕細(xì)菌移位和內(nèi)毒素血癥，減少和避免全身性炎性反應(yīng)綜合征及多系統(tǒng)器官功能衰竭的發(fā)生。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 褚萬(wàn)立，劉軍英，劉雪峰. 失血性休克大鼠模型的改進(jìn)及胃黏膜血流量的測(cè)定[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào)，2008，16（1）：6-9.

[2] 楊潔，聶青和. 腸道細(xì)菌移位研究現(xiàn)況[J]. 中國(guó)實(shí)用內(nèi)科雜志，2009，29（6）：563-565.

[3] Doig CJ，Sutherland LR，Sandham JD，et.al. Increased intestinal permeability is associated with the development of multiple organ dysfunction syndrome in critically ill ICU patient[J]. Am J Respir Crit Care Med，1998，158（2）：444-451.

[4] 趙衛(wèi)川，趙琪，崔乃強(qiáng). 腸內(nèi)壓及施壓時(shí)間對(duì)腸內(nèi)毒素轉(zhuǎn)運(yùn)影響的研究[J].中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合外科雜志，1997，3（6）：370-373.

[5] 要瑞莉，劉愛(ài)東，李宏杰，等. 家兔腸缺血-再灌注后各器官損傷變化的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 河北醫(yī)藥，2009，31（13）：1554-1555.

篇8

1、單位膜結(jié)構(gòu)是膜結(jié)構(gòu)的一種假設(shè)模型，是根據(jù)電鏡觀(guān)察的結(jié)果提出來(lái)的。

2、它是包圍在整個(gè)細(xì)胞最外層的薄膜，又稱(chēng)質(zhì)膜。在電子顯微鏡下觀(guān)察，細(xì)胞膜可分為三層結(jié)構(gòu)，即內(nèi)、外兩層的親水極與中間層的疏水極。一般把這3層結(jié)構(gòu)稱(chēng)之為"單位膜"。厚度一般為5nm到10nm，主要由蛋白質(zhì)與脂類(lèi)構(gòu)成。致密層相當(dāng)于蛋白質(zhì)成份，中間的一層由2層磷脂分子構(gòu)成。

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篇9

【摘要】 目的 觀(guān)察滋陰明目丸對(duì)視網(wǎng)膜光損傷大鼠的保護(hù)作用及機(jī)理。方法 將70只Sprague-Dawley(SD)大鼠隨機(jī)分為7組，除空白對(duì)照組外均采用自制光損傷裝置造成視網(wǎng)膜光損傷模型，光照后3 d開(kāi)始灌服滋陰明目丸及對(duì)照藥物，連續(xù)15 d，取視網(wǎng)膜做病理形態(tài)學(xué)檢查，觀(guān)察視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果 受損的視細(xì)胞逐步得到修復(fù)，視網(wǎng)膜形態(tài)結(jié)構(gòu)漸趨正常。結(jié)論 滋陰明目丸可改善視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】 滋陰明目丸；光損傷；視網(wǎng)膜；超微結(jié)構(gòu)；大鼠

Abstract：Objective To investigate the protective effect and mechanism of Ziyinmingmuwan on retina against photic injury. Methods Seventy Sprague-Dawley (SD) rats were randomly pided into 7 groups， with 6 groups prepared as the models of phototrauma at first and another group taken as blank control. After three days， the animals in the treatment and control groups were treated with Ziyinmingmuwan and control agent respectively for 15 days during the period of experiment. Following this， the retinal tissues were examined by light and electron microscopy. Results The retinal lesions were repaired and the morphological structure of the retina was brought to normal gradually. Conclusion Ziyinmingmuwan could improve ultrastructure of the retina.

Key words：Ziyinmingmuwan；photic injury；retinal；ultrastructure

光化學(xué)損傷是視網(wǎng)膜光損傷中最普遍的一種損傷，是一個(gè)退行性變性過(guò)程，其病理過(guò)程與年齡相關(guān)性黃斑變性等視網(wǎng)膜變性疾病有許多相似之處[1]。滋陰明目丸以滋補(bǔ)肝腎、活血明目立法，對(duì)以肝腎不足為基本病機(jī)的視網(wǎng)膜變性疾病有一定療效[2-3]。2002年10月－2004年1月，筆者采用大鼠視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷模型作為對(duì)象，研究滋陰明目丸對(duì)光化學(xué)損傷大鼠視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)的影響，探討其對(duì)視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 藥物

滋陰明目丸：選用熟地黃、黃精、枸杞子、菟絲子、山茱萸、淮山藥、茯苓、楮實(shí)子、黃精、牡丹皮、三七、丹參、牛膝、當(dāng)歸、石決明、川芎、羌活、石菖蒲等藥，按現(xiàn)代工藝制成濃縮丸，湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥劑科提供。杞菊地黃丸，長(zhǎng)沙九芝堂集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，批號(hào)：ZZ-0193-湘衛(wèi)藥準(zhǔn)字(1992)第002078號(hào)。威氏克膠囊，北京第二制藥廠(chǎng)生產(chǎn)，京衛(wèi)藥準(zhǔn)字(1996)第102088號(hào)，批號(hào)021007。

1.2 動(dòng)物

選用SD大鼠70只，體重180～220 g，雌雄各半，湖南中醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物室提供。飼養(yǎng)條件：室溫保持在18～25 ℃，空氣流通，相對(duì)濕度55%～70%，12 h光照維持，晝夜循環(huán)，動(dòng)物自由攝食飲水，飼養(yǎng)10 d。

1.3 造模

參照Hansson[4]方法自制光損傷裝置。光照箱的6個(gè)面分別安裝4條15 w的白色熒光燈管(Philips)，上方安裝有排風(fēng)孔，下方為密集的排氣孔，箱內(nèi)安放2個(gè)有機(jī)玻璃透明箱，體積為(48×24×25)cm3。光照箱中心向各方向平均照度為(1 900±106.9)lux，相當(dāng)于大鼠正常活動(dòng)時(shí)眼球水平的各箱壁的照度為2 000 lux，光照箱內(nèi)的平均溫度控制在22～24 ℃，所有實(shí)驗(yàn)用大鼠均在12 h明(20～50 lux)以及12 h暗(0～12 lux) 的循環(huán)光環(huán)境下適應(yīng)10 d，乙醚麻醉缸中約5 min吸入麻醉，縫線(xiàn)開(kāi)瞼，接受3 h持續(xù)光照射。光照后立即拆除開(kāi)瞼縫線(xiàn)，送回暗環(huán)境中。

1.4 分組及處理

70只大鼠隨機(jī)分為滋陰明目丸大、中、小劑量組及杞菊地黃丸組、威氏克組、模型對(duì)照組、空白對(duì)照組。于光照后3 d開(kāi)始給藥，連續(xù)給藥15 d。滋陰明目丸大劑量組：每天灌服23.4 g/kg混懸液(相當(dāng)于成人劑量的3倍)；滋陰明目丸中劑量組：每天灌服7.8 g/kg混懸液(相當(dāng)于成人用量)；滋陰明目丸小劑量組：每天灌服2.6 g/kg混懸液(相當(dāng)于成人劑量的1/3倍)；杞菊地黃丸組：每天灌服1.62 g/kg混懸液(相當(dāng)于成人劑量)；威氏克組：每天灌服0.054 g/kg溶液(相當(dāng)于成人劑量)；模型對(duì)照組與空白對(duì)照組灌胃生理鹽水(與滋陰明目丸中劑量組等容)。每天上、下午各灌服1次，每次給全日量的1/2。第16天將所有大鼠用25%烏拉坦腹腔注射麻醉(0.3 mL/100 g)，斷頸處死，冰浴下摘取眼球，沿赤道部剖開(kāi)，去除眼前節(jié)，剝離視網(wǎng)膜組織。

1.5 電鏡觀(guān)察

取大鼠視網(wǎng)膜標(biāo)本，2.5%戊二醛固定24 h以上，2%鋨酸固定1 h，行50%、70%、90%、100%丙酮梯度脫水，每次10 min，Epon812環(huán)氧樹(shù)脂∶純丙酮=1∶1浸泡24 h，Epon812混合液包埋24 h (60 ℃)，修塊定位，超薄切片，醋酸雙氧鈾和枸緣酸鉛雙重染色，透射電鏡下觀(guān)察大鼠視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)改變。

1.6 光鏡觀(guān)察

取大鼠視網(wǎng)膜標(biāo)本，4%多聚甲醛固定，石蠟包埋，間斷連續(xù)切片，切片厚4 μm，HE染色，光鏡下觀(guān)察視網(wǎng)膜形態(tài)。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

等級(jí)資料用秩和檢驗(yàn)，組間比較用q檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)大鼠視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)的影響

空白對(duì)照組：視網(wǎng)膜視細(xì)胞形態(tài)正常，內(nèi)、外節(jié)線(xiàn)粒體排列整齊；雙極細(xì)胞正常，僅少數(shù)線(xiàn)粒體水腫；節(jié)細(xì)胞層結(jié)構(gòu)正常。模型對(duì)照組：視細(xì)胞胞漿水腫，空泡狀，其視盤(pán)外節(jié)部的膜盤(pán)線(xiàn)粒體紊亂，基質(zhì)淡化，形成空泡區(qū)，視細(xì)胞內(nèi)的線(xiàn)粒體也有類(lèi)似變化，部分區(qū)域視桿、視錐細(xì)胞嚴(yán)重水腫，胞漿崩解；內(nèi)核層(系雙極細(xì)胞)間質(zhì)水腫，核濃縮，胞漿線(xiàn)粒體空泡變，內(nèi)核層與內(nèi)網(wǎng)層之間間質(zhì)水腫，雙核細(xì)胞內(nèi)局部水腫，線(xiàn)粒體空泡變；節(jié)細(xì)胞層內(nèi)線(xiàn)粒體廣泛空泡變，間質(zhì)水腫，部分節(jié)細(xì)胞固縮，染色質(zhì)濃染。滋陰明目丸中劑量組：視盤(pán)僅有小的裂隙，視細(xì)胞趨于正常；內(nèi)核層正常，僅個(gè)別線(xiàn)粒體空泡變；節(jié)細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體不同程度的水腫，余正常。威氏克組：視盤(pán)正常，其內(nèi)裂隙更少，視細(xì)胞正常；內(nèi)核正常；節(jié)細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體水腫，空泡變較模型組稍強(qiáng)。杞菊地黃丸組：視盤(pán)外節(jié)部線(xiàn)粒體有輕微水腫，少量裂隙；視細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體水腫，余正常；雙極細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體水腫，余正常；節(jié)細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體水腫，核濃縮。

2.2 對(duì)大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)的影響

2.2.1 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

“-”級(jí)：視網(wǎng)膜形態(tài)正常，視桿細(xì)胞排列整齊，結(jié)構(gòu)層次清楚?！?”級(jí)：視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)層次清楚，視桿細(xì)胞排列基本整齊，外核層出現(xiàn)灶性脫落?！?+”級(jí)：視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)基本清楚，有灶性核濃縮，部分出現(xiàn)淡染，不規(guī)則碎核?！?++”級(jí)：各層結(jié)構(gòu)不清，出現(xiàn)壞死脫落，外核層稀疏散在，有淡染，不規(guī)則破碎細(xì)胞核。

2.2.2 各組大鼠視網(wǎng)膜組織病理形態(tài)改變情況

觀(guān)察結(jié)果經(jīng)多個(gè)樣本的秩和檢驗(yàn)，H值為37.813，P

3 討論

光性視網(wǎng)膜損傷是一漸進(jìn)性病理過(guò)程。視網(wǎng)膜光損傷后可出現(xiàn)視網(wǎng)膜外核層變薄、內(nèi)外節(jié)排列紊亂；光感受器細(xì)胞核腫脹，內(nèi)節(jié)線(xiàn)粒體腫脹，外節(jié)水腫，RPE頂端出現(xiàn)微絨毛消失，溶酶體增多等病理改變[1]。

本實(shí)驗(yàn)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，模型對(duì)照組光鏡下可見(jiàn)各層結(jié)構(gòu)不清，出現(xiàn)壞死脫落，外核層稀疏散在，有淡染，并可見(jiàn)不規(guī)則破碎細(xì)胞核。電鏡下觀(guān)察光感受器細(xì)胞胞漿水腫，形成空泡，線(xiàn)粒體基質(zhì)淡化，部分區(qū)域細(xì)胞嚴(yán)重水腫，胞漿崩解；雙極細(xì)胞間質(zhì)水腫，核濃縮，胞漿線(xiàn)粒體空泡變；內(nèi)核層與內(nèi)網(wǎng)層之間間質(zhì)水腫，雙核細(xì)胞內(nèi)局部水腫，線(xiàn)粒體空泡變；節(jié)細(xì)胞層可見(jiàn)節(jié)細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體廣泛空泡變，間質(zhì)水腫，部分節(jié)細(xì)胞固縮，染色質(zhì)濃染。說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)條件下可明顯破壞視網(wǎng)膜的組織結(jié)構(gòu)。

治療后觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，光鏡下滋陰明目丸大、中劑量組視網(wǎng)膜病理形態(tài)明顯改善，視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)層次漸趨清楚，視桿細(xì)胞排列基本整齊，僅部分標(biāo)本出現(xiàn)外核層灶性脫落、不規(guī)則碎核，與模型對(duì)照組比較，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；滋陰明目丸小劑量組、杞菊地黃丸組及威氏克組病理形態(tài)改變尚不明顯。而透射電鏡顯示，滋陰明目丸組、杞菊地黃丸組及威氏克組視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)均有明顯改善，視盤(pán)僅有小的裂隙，視細(xì)胞趨于正常；內(nèi)核層正常；僅個(gè)別線(xiàn)粒體空泡變；節(jié)細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體不同程度的水腫，余正常。說(shuō)明三類(lèi)藥物對(duì)視網(wǎng)膜超微結(jié)構(gòu)的損傷均有修復(fù)作用，而以適量的滋陰明目丸作用效果最佳。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝伯林，王正國(guó)，朱佩芳，等.大鼠視網(wǎng)膜光化學(xué)損傷的病理特征[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，22(5)：442－445.

[2] 李傳課，李 波.滋陰明目丸治療肝腎陰虛視網(wǎng)膜色素變性與老年黃斑變性的臨床觀(guān)察[J].湖南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，21(3)：38－40.

[3] 李 波，鄺國(guó)平.滋陰明目丸治療肝腎陰虛萎縮型老年性黃斑變性的臨床和實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)中醫(yī)眼科雜志，2001，11(4)：206－211.

篇10

關(guān)鍵詞：物理模型;概念模型;胚乳;種皮;基因型

分析試題時(shí)利用模型對(duì)試題進(jìn)行分析有利于學(xué)生對(duì)解題方法和知識(shí)背景的理解。比如，遺傳學(xué)等相關(guān)試題邏輯性強(qiáng)、過(guò)程復(fù)雜，很難僅通過(guò)講述和分析讓學(xué)生理解。通過(guò)構(gòu)建具體的模型，突出其知識(shí)背景，反映具體的思維過(guò)程，學(xué)生能更深刻的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。以下以?xún)傻肋z傳學(xué)試題為例，說(shuō)明模型構(gòu)建在解題、析題中的作用。

一、例題一

1.題目：教材中的一道試題

純種的甜玉米和純種的非甜玉米實(shí)行間行種植，在收獲時(shí)發(fā)現(xiàn)，甜玉米的果穗上結(jié)有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，試說(shuō)明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。（提示：甜和非甜是胚乳的性狀，胚乳是由胚珠中的極核和發(fā)育而來(lái)的。）

2.分析：這部分內(nèi)容涉及被子植物的雙受精原理，題干中又給了提示，所以必須從雙受精的知識(shí)背景分析，學(xué)生才能真正理解。而雙受精原理較為復(fù)雜，通過(guò)構(gòu)建模型的方法講解解題過(guò)程，有利于學(xué)生理解。

3.模型構(gòu)建如右圖（模型一）

4.模型要點(diǎn)及分析：精卵細(xì)胞結(jié)合決定胚的基因型;1個(gè)精細(xì)胞與兩個(gè)極核結(jié)合決定胚乳的基因型;同株異花傳粉屬于自交，不同株異花傳粉屬于雜交;正反交胚的基因型相同，而胚乳的基因型不同。從模型上直接分析兩個(gè)不同基因型的植株相互傳粉，兩個(gè)植株上所結(jié)種子中，胚的基因型相同，而胚乳和種皮的基因型不同。

在充分分析模型一的基礎(chǔ)上，分析不同植株胚以及胚乳的基因型、表現(xiàn)型。通過(guò)歸納和分析得到以下模型（模型二）：

通過(guò)不同模型的結(jié)合和分析，使學(xué)生很容易理解該題涉及的知識(shí)背景，并且讓學(xué)生深入掌握種子的形成過(guò)程，為遺傳學(xué)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

二、例題二

1.題目：玉米籽粒的胚乳有甜和非甜兩個(gè)品種，種皮有黃色和白色之分?，F(xiàn)將純種黃種皮甜玉米植株的花粉授給純種的白種皮非甜玉米植株，所結(jié)種子全是白種皮非甜玉米，將這些種子全部種下后自交，結(jié)出的種子為黃種皮。請(qǐng)據(jù)此回答下列問(wèn)題：

（1）種皮的顏色中，顯性性狀是 。

（2）將玉米顯性純合子與隱性類(lèi)型雜交，再將F1連續(xù)自交，種皮顏色的性狀分離首先出現(xiàn)在 代所結(jié)的種子中，這些種子中表現(xiàn)為白色種皮甜玉米的占 。

2.分析：這是一道涉及植物個(gè)體發(fā)育和遺傳規(guī)律的推導(dǎo)題，難度較大，這里有兩個(gè)難點(diǎn)：一個(gè)是兩對(duì)相對(duì)性狀顯隱性的判斷;另一個(gè)是種皮和胚相關(guān)基因型的分析，由于種皮是母本的體細(xì)胞，又是母本的一部分，而胚屬于子代的部分，學(xué)生不易區(qū)分和分析，給答題帶來(lái)難度。

解題的第一步是判斷兩對(duì)相對(duì)性狀的顯隱性關(guān)系，由于母本都是純種，甜玉米與非甜玉米雜交，子代是非甜玉米，很容易判斷非甜對(duì)甜顯性;如果用同樣的方法得出白種皮對(duì)黃種皮顯性就錯(cuò)了，因?yàn)榉N皮是由珠被發(fā)育而來(lái)，是母本的一部分，因此種皮的性狀一定是白色的。通過(guò)模型三可以看出：兩對(duì)純合親本雜交得到F1，種皮屬于母本的，性狀由母本的基因型決定，種皮里面的胚才是真正的F1，在F1的胚中決定種皮的基因型是雜合的，其表現(xiàn)型則是在F1植株上所結(jié)的種子中表現(xiàn)出來(lái)，也就是F2種子的種皮，由于F2種子的種皮是黃色的，由此可以判斷黃色對(duì)白色顯性。

在解決這些問(wèn)題以后，就可以解決第（2）問(wèn)中兩個(gè)問(wèn)題了。通過(guò)構(gòu)建概念模型分析問(wèn)題就比較容易了，A、a表示種皮的基因，B、b表示非甜和甜的基因，通過(guò)模型四可以看出：F1的基因型為AaBb。F1自交得到F2，在F2種子的胚中決定種皮的基因型及其比例是AA：Aa：aa=1：2：1，但其表現(xiàn)型出現(xiàn)在F2植株所結(jié)的F3種子上，即種皮的表現(xiàn)型要推遲一代表現(xiàn)。推導(dǎo)在F2植株所結(jié)F3種子上種子中表現(xiàn)為白色種皮甜玉米占比例可用合分法，從模型四中可知白種皮（F2）占1/4，而甜玉米（F3）占3/8，就得到所需的答案：3/32。

3.模型構(gòu)建如下（模型三、模型四）

4.模型要點(diǎn)：親本的基因型為純合;不同世代植株上所結(jié)種子種皮的世代和決定種皮顏色的基因型及其比例;不同世代植株上所結(jié)種子種皮內(nèi)胚（下一代）中決定種皮顏色的基因型及其比例和決定胚乳味道的基因型及其比例。通過(guò)模型分析，學(xué)生能更加深刻地理解種子中種皮和胚的關(guān)系，在不同世代的種子中，種皮顏色和胚乳味道兩對(duì)相對(duì)性狀進(jìn)行獨(dú)立分析，不會(huì)相互干擾，最后合并綜合分析，就不難得出結(jié)果了。