膜結構范文

導語：如何才能寫好一篇膜結構，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】膜結構；加工制作；施工

一、概述

膜結構是一種由高強薄膜材料及加強構件(鋼結構或拉索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間外形，可作為覆蓋結構并能承受一定的外荷載的空間結構形式。膜結構以良好的自潔性、隔熱性以及高強耐久、造型新奇、自重輕等優點廣泛應用于各類休閑小品、輕型大跨度無柱空間或輕型屋蓋建筑結構。由于膜結構是張力結構的一種，只有在一定的張力功能下，膜結構才有一定的外形和剛度，因而膜結構建筑表現了力的平衡美，是一種受力最為合理的結構形式。采用輕質膜材，同時輔以柔性拉索、輕型鋼桁架的結構形式，可以很好地達到大跨度、覆蓋大空間的目的。

本文主要對空間膜結構的加工制作、安裝、張拉等過程中的注重事項和關鍵技術進行了介紹，總結了施工中需要注重的一些新問題，供廣大技術人員討論參考。

二、施工前的預備工作

工程的施工過程是由業主、設計、監理、質檢等多個單位多個部門共同合作完成的，如何協調組織各方的工作和管理，是能否保證工期和施工質量的關鍵之一。因此，為了保證這些目標的實現，應注重以下幾點，確保將各方面的工作協調好：

第一，制定設計圖紙交底、安裝和設計的配合等會審制度。施工單位的項目部應組織有關技術人員配合設計，充分考慮設計和施工整體安裝方案的匹配，參加業主組織的圖紙交底會審等協調工作。

第二，建立例會制度。應定時召開業主、設計、施工、監理等多方參加的例會，商討工程施工和配合情況。

第三，制定專題討論會。對施工中的重大技術新問題，各方的有關人員應集中在一起，共同商量解決。

第四，由于膜工程的施工技術質量要求高，故需選擇技術熟練、責任心強，有經驗的施工員、班組長組織各項工作，并簽定施工組承包范圍、質量技術要求、工期進度、平安指標等責任書。根據工程需要，勞動力要合理調配，杜絕窩工現象。

三、建筑材料的加工制作過程

（一）鋼結構的加工制作

膜結構工程中，主要的建筑材料就是鋼材和膜材。對于鋼結構，其主要加工流程包括：進料開料檢驗拼裝焊接除銹編號包裝出廠。其中注重事項有：

1．材料必須有材質合格證書。

2．根據設計人員所計算的每種桿件的下料長度、桿件規格進行分類堆放，以便于下一步施工。

3．根據鋼管的相貫尺寸，考慮壁厚和坡口的影響，利用自動切割機自動切割相貫線。

4．在焊接過程中，為了盡量減少節點處應力集中的不良影響，支管和主管的連接焊縫應全周連續焊接并平滑過渡，若主管出現對接焊縫時，營口應刨坡口以確保焊縫焊透。

5．由質檢專業人員對焊縫進行超聲波探傷檢驗，若發現有不合格的焊縫，應作記號，并及時通知焊工進行返工。

6．主桁架和次桁架要進行預拼，組成一個單元組，并且編號。

7．對構件表面進行干噴砂除銹處理，等級，刷二遍油性防銹底漆，再涂表面面漆。

（二）膜結構的加工制作

膜材的主要加工流程包括：進料檢驗膜材膜片下料、編號膜片編排放樣膜片初粘駁接包裝。由于膜材的裁剪、包裝過程都較為復雜，各種角度變化較多，且加工精度要求非常高，所以在制作過程中要加強質量管理，保證制作精度。加工時的注重事項有：

1．膜材經檢驗后要運進已除塵的清潔車間。在下料區、編排放樣區、駁接區及三個區的連接處鋪上柔質的板膠，避免膜片直接接觸地面，防止磨損或者弄臟膜材。進入車間的人員必須穿潔凈的衣服，換上車間專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、壓刀時間，駁接好后進行雙向拉斷試驗，獲取最佳受力和外觀的駁接數據，填好確定的數據貼在駁接機上，膜片駁接按此表數據進行駁接。其中熱熔合方案應根據排水方向和膜片連接節點確定。在正式熱合加工前，要進行焊接試驗，確保焊接處強度不低于母材強度。

3．膜片下料按順序要經三道程序：讀取裁剪設計的坐標，取點；復核坐標，劃下料線；復檢坐標，落刀下料。然后貼上編號標簽，抬到放樣區。

由于索膜結構通常均為空間曲面，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程中加入一些補救辦法是相當必要的。對已裁剪的膜片要分別進行尺寸復測和編號，并具體紀錄實測偏差值。裁剪作業過程中應盡量避免膜體折疊和彎曲，以免膜體產生彎曲和折疊損傷而使膜面褶皺，影響建筑美觀。

4．在放樣區，對已完成下料的膜單元的所有膜片進行放樣，核對無誤后劃騎縫線。擦拭駁接縫的膜和背貼條時要用柔軟的棉質布。

5．上駁接機時，背貼條設在膜的下底面，膜片和駁接刀對中后，壓平壓穩膜片，使膜片在高頻駁接過程中不產生移動。6．超重的膜單元，駁接時再細分，最后駁接縫用小型起重車搬移膜塊，折疊包裝。在包裝前，應根據膜體特性、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；對于無法卷成筒的膜體可以在膜體內襯填軟質填充物，然后折疊包裝。包裝完成后，在膜體外包裝上標記包裝內容、使用部位及膜體折疊和展開方向。

四、現場施工的關鍵技術

（一）鋼結構的拼裝和吊裝

對于鋼結構，可根據構件的長度、重量選用合適的車輛運輸。注重在車輛上的支點要合理，捆扎要牢固，保證在運輸過程中鋼構件不產生變形，不損傷涂層。

鋼結構運抵現場后，施工安裝順序一般為：分段拼裝吊裝安裝其它構件拆臨時支撐鋼塔架。對于一些大型的鋼桁架，吊裝時可利用幾臺汽車式吊車，分別在場內、外把主桁架及主預應力索吊到作業面上，有支承段的放在砼柱旁，并在業面上設置若干個支座。然后根據廠內預拼裝情況進行焊接，焊縫質量經檢驗合格后涂油漆，再進行吊裝；斜柱拼裝后，用臨時備用索固定安裝斜拉桁架索，通過頂升斜柱來拉緊斜拉索，并在索上安裝可調法藍調節斜拉索的松緊。由于鋼結構安裝誤差的大小直接影響到結構內的預應力分布，嚴重者甚至還影響結構的平安性，所以在安裝支承鋼結構前，應按規范和設計要求對鋼結構基礎的頂面標高、軸線尺寸做嚴格的復測，并作復測

紀錄。

（二）膜結構的安裝和張拉

在膜材運輸過程中要盡量避免重壓、彎折和損壞。同時在運輸時也要充分考慮安裝次序，盡量將膜體一次運送到位，避免膜體在場內的二次運輸，減少膜體受損的機會。

膜體安裝包括膜體展開、連接固定、吊裝到位和張拉成形四個部分。

1．打開膜體前，在平臺上鋪設臨時布料，以保護膜材不被損傷及膜材清潔，嚴格按確定的順序展開膜體。打開包裝前應核對包裝上的標記，確認安裝部位，并按標記方向展開，盡量避免展開后的膜體在場內移動。在展開的膜面上行走時要穿軟底鞋，不得佩帶硬物，以防止刺穿膜材。

2．打開膜體后，用夾板將膜材和索連接固定。夾板的規格及夾板間的間距均應該嚴格按設計要求安裝。對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．目前索膜結構吊裝較多應用多點整體提升法，是將已經成熟的整體“提升”技術加以改造用于索膜結構這種柔性結構的施工過程中，該工藝要求整個過程必須同步。起吊過程中控制各吊點的上升速度和距離，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塊，每塊膜體同樣采用多點整體吊裝技術，整體吊裝到位。

4．未張緊的膜材在風載下輕易鼓起造成破壞，所以在整個安裝過程中要非凡注重防止膜體在風荷載功能下產生過大的晃動，施工時應盡量在無風情況下進行。該階段的任務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。預應力的大小由設計人員根據材料、外形和結構的使用荷載而定，要求其最低值不能使膜面在基本的荷載工況組合（風吸力或者雪荷載）下出現局部松弛，一般常見的膜結構預應力水平在1～4kN／m，施工中通過張拉定位索或頂升支撐桿實現。對傘形膜單元，一般先在底部周邊張拉到位,然后升起支撐桿在膜面內形成預應力；馬鞍形單元則要對角方向同步或依次調整，逐步加至設定值；而對于由一列平行桁架支撐的膜結構,慣常作法是當膜布在各拱架兩側初步固定的情況下，首先沿膜的緯線方向將膜布張拉到設計位置。在施工過程中應注重無論張拉是否能順利到位,均不應輕易改變預先設定的張拉位置。若確定懷疑是設計新問題，則應經結構工程師探究同意后方可作出修正。

總之，安裝質量的總體要求是：膜面無滲漏，無明顯褶皺，不得有積水；膜面顏色均勻，無明顯污染串色；連接固定節點牢固，排列整潔；縫線無脫落；無超張拉；膜面無大面積拉毛蹭傷。

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1·1材料特點

膜結構的自重特別輕。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,而一般的輕鋼結構屋蓋,其自重至少在100kg/m2以上。正因為自重輕,使膜結構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20%,因此整個建筑物在白天可以不用人工照明。同時光線能均衡地漫射,從而創立一個無眩光的、明亮的室內空間。此外淺色的膜材能反射陽光,反射率至少有70%,在夏季能大大減少熱量的傳遞,加上沒有照明用電,可充分節約能源。膜結構還有一個優點就是它的自潔性。目前所生產的膜材,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設計特點

膜結構的設計與傳統結構不同。膜材既輕又薄,本身沒有什么剛度,只有依靠曲率和施加預張力來起承重作用。大部分膜結構的形狀都是在施工過程中逐步形成的,因此在開始設計時就要確定它的初始形態,也就是在滿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張力。這就需要結構工程師及早參與進來,使建筑設計和結構設計做到密切配合。在初始形態的基礎上,要進行荷載效應分析,考慮各種不同的荷載組合情況下對膜結構產生的內力和變形。這時要注意:①膜材在經向和緯向的力學性能不同,要考慮材料的各向異性;②膜結構在荷載作用下變形很大,結構分析要考慮幾何非線性。膜結構設計的最后一道是裁剪分析,這也是一般傳統結構所沒有的。膜結構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。問題的難度還在于裁剪分析中必須考慮初始預張力和膜材徐變的影響。由于以上特點,膜結構的分析與設計都要通過計算機來完成,目前國內外都已開發了專用的軟件。

2膜材

2·1膜材的分類

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。

(1)以玻璃纖維為基材大多采用聚四氟乙烯(PTFE)為涂層,其商品名稱為特氟隆(Teflon)。這種膜材的玻璃纖維一般都用很細的β紗織成,因此具有較高的強度,并能改進玻璃的脆性。此外,它在材料尺寸穩定性、耐火性和自潔性方面都有良好的表現。玻璃纖維膜材的生產廠家提出的質量保證期雖然只有10~15年,但根據工程實踐的經驗,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,它的強度等性能稍差,但價格便宜、加工制作容易。這種膜材最大的缺點是在大氣塵埃和紫外線的作用下涂層逐漸破壞變質,嚴重地影響了耐久性。為改進其性能可在涂層外再加面層,從而能保護織物抵抗紫外線并改進其自潔性。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,使用年限可達到15年。

2·2常用膜材的性能對比

目前國內一些廠家雖然也能生產膜材,但其性能尚難達到建筑織物的要求,因此絕大部分工程所采用的膜材都是國外生產的。為了填補這個空白,國內生產廠家正在努力試制性能較高的膜材,同時還有企業正在引進國外的設備和技術來生產膜材,以期滿足日益增長的膜結構工程的需求。

3制作與安裝

好的膜結構制作與安裝應該保證在所建的工程中實現設計中所規定的幾何曲面和預張力水平。因此,一個合格的制作者應對三維膜面形狀生成的要領有充分的理解,同時熟悉所加工膜材的性能。而一個合格的安裝者則應在施工過程中善于控制不斷變化的幾何形狀。膜結構的制作,大部分工作量是在工廠內完成的,因此加工制作場地必須有足夠大的空間,并保持平整清潔,滿足一定溫濕度的要求。

成卷的膜材在工廠被裁剪成膜片,這種先進的工藝應由專門的計算機來完成,但目前國內的制作還是依靠人工放樣和裁剪。由于膜材在安裝時施加初始預張力而伸長,同時隨著時間會產生徐變,因此在裁剪時要根據所用膜材的特性,考慮上述因素的影響,確定膜片的收縮量。膜片通過高頻焊機熱合加工成膜單元。對于采用聚酯纖維或玻璃纖維為基材的膜材應采用不同的焊機。各種膜材的連接方式和熱合工藝也不同。膜單元運到施工現場,打開包裝后展開在它的支承構件上(如桅桿、剛性骨架或索)。接著就應進行連續安裝就位,將膜單元盡快固定在邊緣構件或鋼索上,因為這時膜結構尚不能承重,最容易受外界氣候影響而導致膜面破壞。在膜單元固定的過程中,膜面實際上已經開始施加預張力而繃緊。為了使膜結構達到預定的形狀,還需要采用專門的施力機具分步、均勻地對其施加預張力。膜結構中的預張力具有十分重要的作用。正因為膜材受拉使膜面減少或避免了褶皺和可能引起積水的凹坑,更重要的是預張力可以有效地控制由風產生的膜面顫振。至于膜面是否能達到設計的預張力值還是個難題,因為目前尚沒有能準確測量膜面張力的儀器。實際工程中還只能以檢查施力點位移是否達到設計值作為控制標準,對有代表性的施力點則應進行力值抽檢,這是檢查施工結果與設計假定吻合程度的一個重要手段。

膜結構竣工驗收之后要十分重視維護和保養,以保證正常使用。與一般結構相比,恐怕要更強調這一點。在竣工后的一段時間內,制作安裝單位應負責檢查和維護,并向使用單位提供保養維護手冊。膜結構的長期維護和保養還應有專人負責。

4適用工程

多年的工程實踐表明,膜結構具有強大的生命力,已成為現代建筑中一種重要的結構形式。從一開始,膜結構就被應用在體育建筑中,其后迅猛發展?，F在從大型的奧運會體育館、世界杯的足球場,一直到小型的學校健身房,無不見到膜結構的蹤影。近年來,世界各地的大城市都在興建會議展覽中心,對于要求一個大空間并可自然采光的展覽建筑來說,膜結構就是一個理想的選擇。除此之外,膜結構還經常被用在商業、文娛、交通等建筑上,甚至面積不大的加油站、收費站、候車亭、大門入口、遮陽設施乃至街頭的建筑小品。然而,膜結構也不是全能的,還要受到造價、氣候、能源、防火等條件的約束,因此選擇膜結構的適用范圍是十分重要的。

4·1遮蓋敞開或半敞開建筑物

對于遮蓋敞開或半敞開建筑物,膜結構是最合適的了。這首先要提到體育場,其覆蓋范圍已由過去僅僅是主席臺發展到了全部看臺,懸挑的跨度也越來越大。輕巧的膜結構為此提供了有利的條件,懸挑出四五十米跨度已不成問題。2000年世界杯,在日本和韓國建造的20座足球場中,有一半以上采用了膜結構。我國從上海八萬人體育場開始,已有10多座已建或在建的體育場采用了膜結構。新近建成的蕪湖體育場,是由桁架拱支承的整體張拉式膜結構。其他像露天劇場的舞臺、公路上的收費站、加油站,國外用得很多,我國也開始采用。在我國南方地區,許多不需要墻圍護的商場,以膜結構作為屋蓋也很適宜。

4·2需要自然采光的公共建筑

對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題,并且沒有眩光,給人以一種處于大自然環境中的感覺。因此體育館、展覽館一類的建筑采用膜結構自不待言。自從1970年以后,在美國的大型公共體育館和大學體育館建設中采用了一系列的空氣支承膜結構,其中有代表性的是龐帝亞克市的八萬座體育館“銀色穹頂”。1956年韓國漢城奧運會的體操館和擊劍館采用了索穹頂形式的膜結構,這種索穹頂一直延續發展到1992年美國亞特蘭大奧運會的主體育館。膜結構已是國外體育館、溜冰館、游泳館、健身房所常用的結構形式,在我國,目前還只限于中小型的體育建筑。

4·3展覽建筑

展覽建筑也是膜結構的一項熱門。從1970年的日本大阪博覽會開始,差不多每一次世界博覽會都成了膜結構的展覽。1985年在日本茨城、1992年在西班牙塞維利亞、2000年在德國漢諾威都出現了許多造型新穎、形狀奇特的膜結構。2000年英國倫敦的“千年穹頂”則堪稱為展覽建筑的代表作。我國也開始在展覽建筑中采用膜結構,如上海新國際博覽中心,7萬多m2的展覽館采用了鋼管立體桁架支承的膜結構。南寧國際會展中心多功能大廳也采用了高達80m的旋轉雙曲拋物面雙層膜結構。

4·4大量旅客集散的場所

對火車站、長途汽車站、輪船碼頭、機場候機大廳等大量旅客集散的場所來說,一個封閉但又能采光的空間無異是很理想的。1995年美國丹佛國際機場候機大廳以17個寬67m帳篷形的膜結構組成,寬敞明亮的建筑顯示了膜結構的優越性。最近廣州新白云機場候機大廳屋蓋的采光帶以及門廳等采用了膜材,單這部分的面積就有5萬多m2。

4·5系列化產品

此外,膜結構可以利用工廠生產的特點,將其做成標準化的產品。目前在美國就有專門的廠家生產輕鋼骨架支承的膜結構,作為系列化的商品供應。它適用于生產車間、倉庫和臨時性建筑。由于膜結構具有運輸、拆裝方便的優點,對于緊急救災或災后重建都十分有用。

5技術規程

應該承認目前廣大技術人員對膜結構還不熟悉,急需這方面的標準規范作為技術上的指導。同時,當前膜結構工程的施工也需要對制作、安裝提出要求,并對其允許誤差作出規定,才有利于保證工程質量。此外,管理部門、建設單位、監理單位等對此也都有迫切的要求。因此,對膜結構提供一本包括設計、制作、安裝和維護的指導性文件就顯得非常必要。中國鋼結構協會空間結構分會委托中國建筑科學研究院為《膜結構技術規程》的主編單位,組織國內9個主要從事膜結構科研、設計、教學與施工的單位成立編制組,展開規程的編制工作,并于2003年11月完成了送審稿。目前規程已通過了專家審查,正在形成報批稿,估計在2004年上半年將由中國工程建設標準化協會批準。規程的主要技術內容如下:

(1)設計基本規定其中膜結構選型按膜材及其相關構件的受力方式分成4種形式,是國內外首次提出的一種比較科學的分類方法,另外提出了在建筑與結構設計中應考慮的問題。

(2)材料膜材根據當前國內外廠商所能提供的品種,按其材料組成分別給予代號,按其抗拉強度、厚度與重量加以分級。對膜結構中所用的拉索和錨具也作出規定。

(3)結構計算指出膜結構計算中所特有的初始形態分析、荷載效應分析和裁剪分析,規定了膜材的抗力分項系數以及變形允許值。

(4)連接構造根據國內外工程實踐,提供了膜材、鋼索及其與相應構件連接的構造圖,可供在設計中采用。

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縱觀索膜結構的發展歷史,可分為以下幾個階段:

1.1 膜結構的出現

膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式,是以充氣膜結構的形式出現,世界上第一座充氣膜結構建成于1946年,設計者為美國的沃爾特·勃德(W.Bird),這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國斯圖加特召開的第一屆國際充氣結構會議,無疑給充氣膜結構的發展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結構建筑出現在1970年大阪世界博覽會上。

充氣膜結構它是以柔性結構體系來承受風荷載和雪荷載等各種外荷載的作用,由于膜結構的特點以及膜材的特殊性,充氣膜結構的設計分析過程也不同于以往的鋼筋混凝土和鋼結構。充氣膜結構的結構計算包括初始形態分析、受荷分析及模態分析等內容。充氣膜結構的結構分析包括3個階段:忽略其自身微小的自重和自平衡預張力,不承受任何外部荷載的零態;在確定的邊界條件及施加預應力的分布和大小后所形成的初始態;在外荷載、自重及考慮材料張力作用的工作態。它們之間的膜面主應力方向、預張力的大小變化、形態變形過程和趨勢等是相互聯系、相互制約的,必須從全過程、一體化的角度加以考慮。

1.2 迅速發展

索膜結構作為新的建筑形式自出現,特別是到了20世紀70年代以后,索膜結構的應用得到了迅速發展,在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中,膜結構的出現為建筑師們提供了超出傳統建筑模式以外的新選擇。

1988年建成的日本東京室內棒球館(Tokyo Dome“Big Egg”),是一座有55000個座位的體育館(室內凈面積46767m2),該設計是建筑行業的一種強有力的蛻變過程,其蛋形屋頂為具有彈性的薄膜,一般會把巨蛋內的氣壓控制在比巨蛋外高0.3%以維持蛋頂外型。結構從根本上克服傳統結構在大跨度(無支撐)建筑上實現時所遇到的困難,創造了巨大的無遮擋的可視空間。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節能、使用安全等優點。另外值得一提的是,在陽光的照射下,由膜覆蓋的建筑物內部充滿自然漫射光,國際貿易論文無強反差的著光面與陰影的區分,室內的空間視覺環境開闊和諧。夜晚,建筑物內的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空,建筑物的體型顯現出夢幻般的效果。

1.3 膜結構在國內的發展

在世界建筑業的迅速發展中,中國現代空間結構的發展受到了西方國家先進技術的影響。近幾年來,在索膜結構應用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開始工程規模不大,但已逐漸擴展到更大的面積和跨度。所采用的技術與材料在某種程度上還要依靠國外,但預計會有更多的工程依靠自己的力量來完成。

在過去10年中,中國的許多城市都在籌劃建設新的體育設施。由于其重量很輕的優點,膜結構往往被采用,體育建筑可以說是膜結構在中國應用的突破口。1997年之前,只建造了少量的小型與中型的膜結構,同年在上海舉行的第七屆全國運動會,膜結構被用在主體育場的看臺挑篷,總面積達36100m2。這是中國第一次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上,具有深遠的影響。

上海體育館鮮明特點是大跨度、大空間,其外形既充分展示了體育運動的力度和氣勢,又體現了簡潔流暢的整體風格,是建筑技術和建筑藝術完美的結合。觀眾席上方采用馬鞍形大懸挑鋼管空間屋蓋結構,覆以乳白色半透明膜結構的頂面,面積為3.6萬平方米,主席臺正上方的一根最長單臂懸挑梁長73.5m,為世界建筑史之最。

在上海體育場成功的建成后,雖然它的價格仍高于傳統的結構,又出現了一些膜結構屋頂的體育場。頤中體育場坐落在山東省的濱海城市青島,這是中國第一個靠自己力量設計與施工的大型膜結構體育場,外包尺寸為266m×180m,可容納6萬觀眾。懸挑40m的屋蓋是一個包括膜、索和鋼支承結構的典型張拉體系,整個屋蓋由70個錐形索膜單元組成,總面積為30000m2。環顧整個中國大地,膜結構成為覆蓋主體育場的優選。

2 索膜體育館的現狀

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膜結構是由一種或多種高強度的薄膜材料及加鋼構件通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成各種獨特的空間形狀并能承受一定的荷載作用的空間結構形式。本文將通過列舉某高速收費站膜結構工程簡單介紹其施工工藝、質量控制及后期養護中應注意的問題。

一、膜結構安裝施工工藝

（一）膜材制作

此工程膜材料采用德國進口杜肯PTFE高級建筑玻璃纖維永久膜材，膜結構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用設備有高效自動膜材熱合機及其他配套齊全的膜材檢驗、下料、膜材邊角加工的專業化設備等。膜材加工工作遵循技術圖紙的設計條件和ISO9001管理的各項要求，進行充分的組織和技術準備，加工前進行技術交底，使各工序都熟悉、理解工程特點和技術難點，以及質量控制程序要求的質量控制點等。

（二）準備工作

膜頂下部結構全部安裝就緒、正確無誤。各柱、梁、桁架、節點齊全、正確、穩定、可靠。全部安裝材料就位，準備工作充分完備，施工機具、材料、工具準備齊全、充分就緒，施工機械設備狀況完好，確保施工過程作業安全，膜連接節點已安裝驗收完畢，所有鋼結構安裝后，涂裝已全部完成并合格，膜與鋼結構的工作點已驗收合格，并已辦理交接手續。完成安裝準備工作過程中必要的作業平臺、作業用腳手架及相關工裝。根據PTFE膜材的材料特點，對到貨包裝進行全面檢查，確認無誤安裝前應對到場的膜材成品包裝，對照圖紙進行編號核對檢查確認無誤后，方可進行單元膜塊的吊裝就位安裝。

（三）膜片安裝

首先，對單元膜塊進行吊裝前，在地面先進行邊索、夾片、索錨具等附件的預裝配工作；進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）展開膜材，然后再用緊繩器拉拽膜邊、角到要安裝的位置，進行安裝固定；單元膜塊的安裝順序，可從一端開始安裝后，遵照第一個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程中，隨時注意膜邊角的位置、尺寸及安裝效果，以防誤差積累，產生褶皺，而影響膜頂整體成型后的效果，保證造型平整、線條流暢。根據方案設計，依據結構的位置，膜大體分成5個單元膜塊來進行安裝。每個單元膜塊的安裝過程基本相同，以下僅以一個單元膜塊的安裝工作為例，其主要安裝工作程序如下：

（1）進行吊裝機具、工具、材料和人員的一切準備，根據運輸到場的單元膜塊成品包裝進行檢查和確認，對照圖紙按安裝工作順序要求的方位，將預裝配好附件后的單元膜塊進行吊放到位，不應有錯位等問題存在，而影響單元膜塊的后續安裝及效果；

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

（3）對邊索等進行調整，完成膜角固定夾片的安裝，實現膜結構的設計造型；

（4）按上述步驟進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

若準備工作不充分或風雨天不具備展開條件時，則不可進行膜單元的展開安裝；作好安裝前的安全檢查工作，注意防滑以及鋼結構、桿件、支撐構架是否穩定，以保證施工安全和防止發生不測；在施工過程中，全部用手工工具安裝，臨時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，應根據安裝工作的需要有序擺放。螺栓、螺母、墊片等零件，要求裝在隨身準備的專用零件工具袋中，依序用于安裝過程；按適當間隔把膜邊與拉緊器夾板，根據膜材安裝安全的要求方向，固定于適當的臨時可靠位置；膜單元膜塊與鋼結構連接處的夾板、壓條等安裝固定后，即可拆除拉緊器、夾板等臨時張拉工具；在特殊部位和兩個單元膜塊連接縫隙的壓板處，應進行硅膠防水密封處理，以提高防水密封效果；根據圖紙設計要求，全面進行質量跟蹤和檢驗，以確保工程質量符合設計要求；在膜頂的安裝全過程，應充分注意對膜材表面的潔凈維護和清理；工程安裝工作全部結束后，拆除臨時設施，清除余料雜物，清掃施工現場。

二、膜結構的質量控制

膜體材質須經嚴格檢查和測試，符合設計要求，嚴禁使用不合格材料。膜體熱合加工前，熱合機（具）要處于良好狀態，并經試合檢驗，確認完好后，方可正式熱合加工。膜體加工完后，必須進行終結檢查，確認達到設計要求、滿足尺寸、公差、強度要求等規范，出廠合格率達到100%方能包裝發運。膜體包裝運輸及施工現場貯存中，必須妥善保護，不得臟污、破損、變形、確保完好無損。嚴格按施工工藝方案進行現場施工，施工工地環境、天氣條件必須保證施工質量和施工安全。鋼結構骨架安裝完后，進行綜合檢查，并提交驗收報告，其基準和相關尺寸、重要節點等要符合設計要求，與膜體接觸部位不得有尖棱、凸起。

三、膜結構工程的養護措施

篇5

關鍵詞:小角X射線;生物膜;液晶;相變;立方相

中圖分類號:O434文獻標識碼:A

文章編號: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物理的前沿領域之一。磷脂酰乙醇胺(PhosphatidylEthanolamine,PE)是構成生物膜(Biomembrane)骨架的主要分子之一,對其結構的多型性(Polymorphism)研究發現,PE能自然形成六角相(Hexagonal Phases HII)。非雙層(Nonbilayer) 相的穩定性以及不同非雙層結構之間的相變研究,對弄清磷脂膜結構的多型性具有非常重要的意義[1,2]。在生物膜結構中,PE易形成穩定的非片層以及多層脂質體泡囊(Lipid Vesicles),PE脂質體通常處于六角相[3]。

立方相和六角相結構已引起了世界眾多物理學家的關注。這些非雙層結構被認為在膜的融合、膜蛋白功能的控制、細胞內超分子結構和膜蛋白的晶體結構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,在脂質體的制備中,對獲得均勻的脂質體具有重要的作用。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對磷脂酰乙醇胺(PE)混合脂質相行為的影響是一個十分值得研究的問題。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

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

1.2 樣品制備

按實驗要求將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,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繼續攪拌90 min,在顯微鏡下觀察脂質體達到要求后,密閉保存待用。 多相脂質體的組分見表1。

表1 多相脂質體的組分

編號名稱組分

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射線散射(SAXS)實驗

小角X射線散射(SAXS)圖譜是在日本理學D/max-rB型旋轉陽極X射線衍射儀的小角散射附件上測得。樣品用浴式超聲波發生器振蕩30 min,將其充分混勻后,置于特制樣品架上進行小角X射線散射測定。用閃爍記數器作為X射線探測系統,將光信號轉換成電信號輸入計算機進行數據處理。測試條件:CuKα輻射,λ=0.154 056 nm,Ni濾波片,管壓為40 kV,管流為100 mA,一級狹縫為0.08 mm,二級狹縫為0.06 mm,三級狹縫為調至最佳狀態。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,時間常數為2 s,樣品均在室溫進行測定。

1.4 脂質胞囊液晶結構特性的SAXS分析

1.4.1 片層液晶相結構

液晶相參數可以從X衍射空間的重復間距d來計算。磷脂系統的雙層相、圓柱體、微胞等,其長程有序的一維、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。對于片層液晶相,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是每個磷脂分子的體積,vw為每個磷脂分子的結合水體積。

1.4.2 六角液晶相結構

對與六角液晶相,與晶面間距dhk相應的Miller指數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的晶胞參數是a=(2/3)d,水柱的直徑是dw=[(23/π)(1-Φ)a2]12。沿圓柱體軸線的脂質層的厚度是dl=a-dw。

1.4.3 立方液晶相結構

對于立方液晶相,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,相應的Miller指數hkl分別為 (100),(110),(111),(200),(210),(211),(220),(221/300),…,相應的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:1∶2∶3∶4∶5∶6∶8∶9∶…。對雙聯立方液晶相(Biocontinuous Cubic Liquid Crystalline Phase),晶胞參數是a =2d110。 衍射線的消光規律為h+k+l=2n,其Miller指數線性相關。 空間群Pn3m(Q224)的立方液晶相,允許的Bragg衍射存在的Miller指數(hkl)是(110),(111),(200),(211),(220),(221/300),(310),…,相關的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:2∶ 3∶ 4∶ 6∶ 8∶ 9∶10∶…。對于空間群Im3m(Q229) 的立方液晶相,允許的Bragg衍射存在的Miller指數(hkl)是(110),(200),(211),(220),(310),(222),(321)…相關的Bragg衍射峰倒易空間間距的比率是:2∶4∶ 6∶ 8∶ 10∶ 12∶ 14∶…。

2 結 果

用小角X射線散射(SAXS)技術研究PVP對DEPE形成的立方液晶相的影響。實驗結果表明,PVP對DEPE立方相形成的影響依賴于PVP的濃度。如圖1(a)所示,在 0.05 wt% PVP,DEPE-PVP混合膜的衍射線空間的重復晶面間距(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,分別對應空間群Im3m(Q229)立方液晶相和空間群Pn3m (Q224)立方液晶相。結果表明此時DEPE-PVP混合膜是處在Im3m / Pn3m共存的混合立方液晶相。根據晶格常數a與晶面間距dhkl和晶面指數hkl的關系,以Shkl與h2+k2+l2為坐標作圖(見圖1(b)),它是一條通過零點的直線,斜率為a值的倒數,由此求得晶體空間群Im3m (Q229)和Pn3m (Q224)的晶格常數分別是26.620 nm和20.800 nm。隨著PVP濃度增加,在DEPE-PVP混合膜中,發生了從Im3m (Q229)到Pn3m (Q224)的相變,與相變點相應的PVP濃度是0.1 wt%。在0.5 wt% PVP中得到的DEPE-PVP混合膜衍射線空間的重復間距是14.708,12.009,10.400,8.492,7.354,6.578,6.004,5.559,相應的倒易空間間距的比率是2∶3∶4∶6∶8∶10∶12∶14,對應于Pn3m (Q224)立方液晶相,晶格常數是20.800 nm。

圖1 PVP對PVP含量增加對DEPE混合膜液晶相影響的X射線譜

3 討 論

在生物膜系統中,最常見的非雙層相是倒六角液晶相(HII)。但用小角X射線散射研究發現,磷脂在表面活性劑和其他化學物質的作用下能形成立方液晶相結構。在DEPE混合系統中,高的PVP濃度誘導形成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構。發生Im3m/Pn3m兩個立方液晶相的共存總是與其晶格常數比等于1.28相聯系(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]發現,非雙層相按照下列順序排列:連續立方相(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,至少三個立方相(Im3m,Pn3m,Ia3d)被發現。但在的實驗中從Pn3m到Im3m相的相變中沒有發現Ia3d相。這里認為,在生物膜系統中,通過化學組分的改變,可能誘導Pn3m相轉變成Im3m相。在DEPE混合膜中,加入PVP可能誘導Pn3m相通過表面結構的旋轉形成Im3m相,而沒有任何結構的破壞。

參考文獻

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篇6

關鍵詞：膜結構材料；建筑用；聚酯長絲織物涂覆聚氯乙稀；玻璃纖維膜材料；性能評價

中圖分類號：TU383 文獻標志碼：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

膜結構建筑作為一種新穎的建筑形式于20世紀50年代在國際上開始出現。在1967年蒙特利爾世博會上，德國展館的膜結構建筑驚艷地展示在世人眼前，僅由 8 根鋼管撐起的膜結構屋頂覆蓋了面積近8 000 m2的展館。這是膜結構在大型建筑上的大膽采用，其嶄新的設計理念和魔幻般的造型帶來了前所未有的視覺沖擊和理念，毫無爭議地贏得了建筑設計大獎。之后，膜結構的應用迅速發展，為建筑師們提供了傳統建筑模式以外的新選擇。

1 建筑用膜結構材料的分類

膜材料的重量只是傳統建筑材料的1/30，在實現建筑結構輕量化的同時，從根本上克服了傳統結構在大跨度（無支撐）建筑上實現時所遇到的困難，可創造巨大的無遮擋的可視空間。

建筑膜結構有多種類型，較為典型的有骨架式膜、充氣膜和張拉膜等。

骨架式膜結構是由鋼或其他材料構成的剛性骨架，膜張拉并置于骨架上構成，這種結構中膜材料主要起覆蓋屋面的功能，不是維持建筑結構穩定的基本結構單元，典型的建筑有2008年北京奧運會的主體育場 —— “鳥巢”。

充氣膜結構包括氣承式和氣囊式兩種，前者利用室內外的空氣壓力差來支承建筑屋面，由于難以有效抵抗惡劣氣候條件，在20世紀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，過去在大跨度建筑中較少使用，但由于建筑技術的進步和輕質高透光率ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）的應用，近年來有了明顯的發展，如國家游泳館“水立方”。

張拉索膜結構由穩定的空間雙曲張拉膜面、支承桿系、支承索等構成，在現代膜結構建筑的發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構最重要的結構單元，具有很高的力學性能要求，是本文所研究的主要對象。

2 織物膜材料

從結構組成角度而言，膜材料是一種在織物基布上涂敷樹脂或橡膠等基體材料而制成的層狀柔性復合材料，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性能，特別是抗張拉性能；聚合物涂層使膜材料具有抵御環境因素（如擋風、防雨等）的能力；面層則賦予膜材料自潔、抗紫外等能力。

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

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、透光性好等特點，特別適用于永久性的大型建筑。玻纖拉伸強度高，模量大，雖然斷裂伸長小，但是不易老化，使用壽命長。

此外，錦綸、芳綸和碳纖維等在某些場合也有少量使用。在涂層方面，硅樹脂（SiR）是一種性能優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，拉伸與撕裂強度高，又具有GF/SiR的透明、耐久性，以及PTFE涂層的自潔性等優點。因此有人建議綜合上述 3 方面的優點，即采用聚酯纖維基布、硅樹脂基礎涂層、PTFE或ETFE面涂層的織物膜材料。

國內膜材料的分類常參考日本的標準JISA，根據防火性能的優劣可分為 3 類，即：A類膜（不燃級），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類膜（不燃或難燃級），指在玻纖基布上涂敷PVC、硅橡膠（SiR）等涂層（包括涂敷保護性面層）而制成的膜材料，以GF/SiR膜材料最為典型，并要進行防火處理；C類膜（難燃級），指在滌綸、芳綸、錦綸等化纖基布上涂敷PVC等涂層（包括涂敷保護性面層）而制成的膜材料，以PES/PVC膜材料最為典型，要進行防火處理。

2004年我國頒布了《膜結構技術規程》，將膜材料分為G類和P類，分別對應于基布材料為玻纖和聚酯纖維的產品。G類為不燃類膜材料，P類為難燃類膜材料。根據結構承載力的要求，分為A到E共 5 個級別，如表 1 和表 2 所示。

作為膜材料的基布，機織物是常見的結構，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度，有時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。據稱該結構可將膜材料的抗撕裂強度提高 1 倍。隨著膜材料生產技術的進步，近年來還出現了以雙軸向經編織物或無結方格網作基布的膜材料，進一步豐富了膜材料基布的選材范圍。機織物結構穩定，平面覆蓋系數大。但它各向異性明顯，抗平面畸變性較差。

雙軸向經編織物中纖維取向度較高，紗線性能利用率高，且由于束縛襯線的存在，使織物的抗剪切性能有所提高。其缺點是經緯紗僅靠襯線捆綁在一起，故經緯紗的交互作用較弱。無結方格網有著與雙軸向經編織物類似的優點，抗拉強度和彈性模量均較高，但由于經緯紗間幾乎沒有相互作用，載荷無法相互傳遞，故方格網的結構穩定性差，通常要用粘接劑粘合。

3 國內建筑用膜材料的開發與生產現狀

隨著高分子材料自身性能的不斷改善，現代膜材料已具有諸如抗拉強度高、防水、透光、阻燃、化學和機械性能穩定等諸多優點，但其生產加工的關鍵技術仍然只為少數公司所壟斷。在國外，特別是在德國、美國、英國和日本等工業化國家和地區，建筑用膜材料制造業已達到了很高的技術水準，并取得了很好的社會和經濟效益。在此背景下近兩年國產膜材料的生產研發也取得了可喜的進展。

2002年12月，世界最大的膜結構專業生產商之一 ——日本太陽工業集團獨資子公司在上海開工生產，標志著該集團在亞洲的市場和產品加工中心正式轉移至中國。同一年，上海申達科寶新材料有限公司從德國引進了全自動涂層材料生產線，于2003年底安裝完畢并試車，目前已能生產幅寬達4 m的各種PVDF和Acrylic等建筑用膜材料。北京帆布廠佳泰蓬蓋材料分廠是國內較早生產PVC涂層布的專業廠家，該廠全套引進了年產能達400萬m2的德國經編生產線和相應的意大利涂層設備，主要生產雙軸向經編PVC膜材料。此外，上海豪普膜結構工程技術有限公司、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度。其中，拉伸性能取決于基布的相應特性。而常見的基布是機織物或雙軸向經編織物，均擁有經緯向相互垂直的紗線系統，使得膜材料表現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力/應變行為具有非線性，同時經緯紗會因交織而產生屈曲，纖維絲束除在外力作用下會出現彈性變形外，還將發生結構性的位移，從而使得膜材料的應力/應變關系呈現出較強的非線性。另外，膜材料在應力作用下還表現出粘彈性力學性能。

然而，在膜結構的設計中，如果同時考慮膜材料的非線性、粘彈（塑）性和正交各向異性將會帶來巨大的計算工作量，因此在目前的設計工作中，往往根據實際情況作簡化處理。一是依據膜結構所采用的張拉預應力及設計工作應力遠遠小于膜材料的抗拉強度（通常預應力不超過5%的抗拉強度，工作應力不超過20%的抗拉強度），在設計應力范圍內，認為膜材料是處于彈性階段，不考慮其非線性；二是根據膜材料在安裝前通常要經過兩次張拉，消除了絕大部分殘余應變和蠕變的影響，認為膜材料是完全彈性材料?；谏鲜龊喕?，膜材料可采用二維正交各向異性完全彈性體的本構關系。實驗結果也證明了這點，即可利用經緯向的拉伸模量計算出膜材料面內其它方向的拉伸模量。

通過對膜材料拉伸斷裂后的斷口形態分析，發現試樣呈單純拉斷型、剪切型以及拉剪混合型等不同破壞模式。拉斷型破壞一般發生在正軸向拉伸條件下，如經向或緯向拉伸，所有纖維都在同一位置斷裂，斷口與加載方向相互垂直；剪切型破壞一般發生在與經向（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，試樣破壞一般發生在纖維與涂層材料的界面，基布中纖維并未發生斷裂，因此界面粘合強度在很大程度上決定了膜材料的偏軸拉伸強度；其它方向上拉伸時，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。在發生對純拉或純剪切型破壞模式下，Tsai-Hill強度準則能對膜材料強度做出較好的預測，但如果試樣出現拉剪混合型破壞模式，則Tsai-Hill強度準則預測結果偏高。

膜材料的抗拉伸性能一般以其在單軸應力狀態下的極限拉斷強度進行表征。它主要取決于基布纖維強度、織造密度以及涂層工藝。測試膜材料抗拉強度有單軸和雙軸拉伸兩種方法。由于在膜結構建筑中，膜材料均為多向受力，因此后者更具有實際意義。然而雙軸向拉伸試驗儀器設備價格昂貴，操作也較為復雜，將其列為膜材料性能的常規性評價指標暫時還存在困難，導致膜材料測試條件與其在膜結構中的實際承載狀態并不一致，因此在膜結構設計時通常采用較大的安全系數進行補償。

4.2 抗撕裂性能

膜材料的撕裂破壞是在膜結構安裝應力或預應力作用下，由膜材料上的初始小洞、裂縫或其他缺陷等引發，再迅速擴大并導致膜材料整體破壞的過程。由于它與膜材料的安裝和使用安全有密切關系，因此受到普遍重視，但是迄今為止尚未有一個能得到廣泛認同的測試方法。

常見的撕裂測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PES/PVC膜材料的測試結果表明，采用雙舌撕裂法時，膜材料撕裂行為并非簡單的撕裂三角區內橫向紗線受剪或受拉破壞，纖維與涂層材料間的界面性能、縱向紗線的拉伸強度及在橫向紗線上所產生的束縛作用等對膜材料的撕裂破壞過程都會產生一定的影響。

采用梯形撕裂法時，膜材料的撕破模式主要表現為縱向紗線系統發生不等長拉伸斷裂破壞，橫向紗線系統的作用很小，因此撕裂三角區的大?。ㄋc撕裂三角區內能同時承載的紗線根數有密切關系）、承載紗線自身的斷裂強力及斷裂伸長率等對測試結果均有重要影響。

中心裂縫撕裂法有脆性斷裂和由裂縫端點處應力集中引發裂縫擴展并導致韌性斷裂兩種撕破模式，前者在試樣破壞前無明顯特征，加載至一定程度時，突然發生試樣的斷裂；后者則以試樣破壞前的裂縫擴展為主要特征，裂縫擴展到一定程度后導致試樣發生斷裂破壞。發生脆性斷裂時的膜材料強力下降現象可用裂縫處的應力集中現象進行說明，即裂縫會使試樣裂縫端點處的應力遠高于試樣其他部位，從而使膜材料的抗拉強力出現不同程度的降低。對于實際的撕裂試驗過程，由于試樣寬度有限，故應力集中的大小與預制裂縫尺寸密切相關。

研究結果表明，雙舌撕裂法不能真實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試；中心裂縫撕裂法的測試結果受試樣裂縫尺寸的影響較大，在提出新的測試指標之前，暫不宜將其測出的斷裂強力直接作為膜材料的特征參數；梯形撕裂試驗的撕裂模式較為單純，試驗結果也很穩定，是一種值得推薦的膜材料抗撕裂性能的測試方法。

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有很大的市場。然而在長期使用中，特別是在紫外線、溫度等的環境因素作用下，膜材料將發生老化，導致強度、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度安全性，但外觀已經不符合建筑美觀的要求。

PES/PVC的老化包括光氧老化、熱氧老化、化學降解等。由于PVC膜中或多或少地含有一些其它雜質，如支鏈、催化劑、烯丙基、氫過氧化物、羰基和雙鍵等基團，這些物質和基團形成所謂的“結構缺陷”，在紫外線（尤其是波長為290 ～ 400 nm的紫外線）或者高溫等因素的作用下，PVC膜中化學鍵斷裂，生成自由基。在氧氣的作用下，自由基引發氧化反應，使大分子斷裂，PVC發生了光氧或熱氧老化，出現泛黃、表面龜裂、光澤消失、拉伸強度下降等現象。另外，環境中的各種化學介質也會引起大分子鏈的結構變化、降解等，使材料老化。

隨著PVC涂層的老化，光照將穿過薄膜照到織物上，基布纖維逐漸開始老化。對于聚酯纖維，在360 nm波長時已開始吸收光，當波長低于320 nm時，吸收明顯提高，而在300 nm以下時，聚酯纖維對光的吸收更加明顯，引起光氧化和光降解。發生光氧化時，主要以斷鏈為主，產生一氧化碳、二氧化碳和羧酸等產物。光降解過程中，生成的烷基自由基和羥基自由基反應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，老化試驗是常見的評價方法，即：自然老化試驗和人工加速老化試驗。自然老化試驗是將試樣曝露于自然日光下或由玻璃板過濾后的日光下，或曝露于經會聚裝置強化后的日光下，測定試樣的物理、機械或其他性能的變化，準確地反映材料真實的老化過程，但試驗周期較長，試驗結果重復性差。人工加速老化試驗是用人工的方法，以光照、溫度、降雨等主要氣候因素模擬大氣環境條件或某種特定的環境條件，以期在短期內獲得試驗結果。這種試驗方法周期短，不受區域性氣候的限制，試驗條件的可控性強和再現性強，但是由于與自然環境差距較大，人工加速老化的結果還不能很好地預測材料在真實環境下的使用壽命。

篇7

[關鍵詞] 失血性休克；再灌注損傷；腸系膜上靜脈

[中圖分類號] R574.5 [文獻標識碼] B [文章編號] 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，手術中需阻斷腸系膜上靜脈進行修補，因此小腸黏膜需承受失血性休克低灌注、靜脈阻斷無血流及開放后缺血-再灌注三重損傷。本實驗采用失血性休克動物模型模擬臨床腸系膜上靜脈破裂致失血性休克病例，觀察失血性休克、靜脈阻斷及開放后缺血-再灌注多重損傷對小腸黏膜結構和屏障功能的影響。

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，分離左側頸總動脈，插管接多功能監護儀監測動脈壓；分離右側頸外靜脈用于輸液及給藥，穩定10min，隨機分為兩組：對照組：直接開腹取小腸標本，分離腸系膜上靜脈取血液標本，作正常對照；實驗組：經左頸總動脈放血使平均動脈壓在10min內降至50mmHg，建立休克模型，并通過動脈放血和靜脈回輸，維持平均動脈壓在50mmHg水平，休克1h后開腹，開腹后取腸系膜上靜脈血樣，并阻斷腸系膜上靜脈，同時開始回輸自體血及等量生理鹽水，糾正休克，5min后開放阻斷，1h后再次取腸系膜上靜脈血樣，并取小腸樣本。

1.2 樣品采集和測定

1.2.1 小腸病理學檢查 距回盲部2cm以上取回腸5cm，常規固定，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，觀察3張非連續性切片，每張切片在圖像分析儀上測定10個絨毛腸黏膜厚度、腸絨毛高度。其均數作為測定數據。

1.2.2 丙二醛測定 實驗組分別于休克1h后、再灌注1h后取腸系膜上靜脈血2mL，3000r/min離心15min，取血清低溫保存備測；對照組于建立頸部插管10min后即開腹取血。試劑盒購自南京建成生物工程研究所，測定時嚴格按試劑盒說明操作。

1.2.3 血漿內毒素測定 采用偶氮鱟試劑基質顯色法測定。實驗組分別于休克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；對照組于建立頸部插管10min后即開腹取腸系膜上靜脈血作對照，按鱟試劑試劑盒（廈門鱟試劑廠提供）使用說明測定。

1.3 統計學處理

所有數據均用（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差別的顯著性檢驗（t檢驗），P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 小腸黏膜厚度和絨毛高度

對照組絨毛排列有序，黏膜完整，無絨毛脫落壞死，實驗組較對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，部分上皮細胞壞死脫落，部分頂端絨毛脫落。見表1、圖1、2。

圖1 對照組小腸形態 圖2 實驗組小腸形態

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2.2 MDA及內毒素測定結果

實驗組休克1h后血漿MDA及內毒素水平較對照組明顯升高（P＜0.01），經腸系膜上靜脈阻斷、再灌注1h等損傷后血漿MDA及內毒素水平較休克1h時再次明顯升高（P＜0.01）。見表2。

注：與對照組比較，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，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，手術中需阻斷腸系膜上靜脈進行修補，因此小腸黏膜需承受失血性休克低灌注、靜脈阻斷無血流及開放后缺血-再灌注三重損傷。

腸系膜上靜脈破裂后，腹腔內出血往往非常嚴重，入院時血壓常測不出，而腸道對失血非常敏感，失血性休克發生時，隨著血壓下降，血流不成比例地減少和重新分配，最早發生腸道血流量的顯著下降[1]，加之腸道微循環結構的特殊性及腸黏膜的高代謝、高氧需求，使腸黏膜對缺血缺氧較為敏感，易引起腸黏膜細胞壞死、凋亡脫落，細胞間隙增寬，從而引起腸道通透性增加、黏膜屏障功能削弱，出現細菌移位、內毒素血癥[2]，最終發生全身炎癥反應綜合征和多器官功能不全[3]。本組研究中休克1h后血漿內毒素及丙二醛含量明顯升高，說明腸道黏膜結構和屏障功能已受到明顯破壞，進而導致了細菌移位和內毒素血癥，并對機體造成進一步的影響。

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一步加劇，而血管里內毒素和代謝產物堆積導致和加重局部腸道炎癥反應，加重小腸黏膜的損害；另一方面小腸腸腔內壓力也相應增高；趙衛川等[4]發現隨著腸腔內壓力增高，內毒素吸收成倍增多。內毒素本身也可引起腸黏膜發生一系列病理改變：黏膜下水腫、腸絨毛頂部細胞壞死、腸通透性增加，從而破壞腸黏膜屏障功能，形成惡性循環。

靜脈開放后再灌注，腸黏膜血管產生大量自由基，伴隨中性粒細胞在局部聚集，激活的中性粒細胞釋放大量氧自由基與蛋白酶參與損傷血管內皮細胞，造成血管通透性增加，上皮細胞壞死脫落，黏膜屏障功能受損，從而加重腸內細菌移位和內毒素血癥，加重全身損害[5]。本組研究中發現在休克糾正、靜脈開放1h后，血內毒素及丙二醛水平仍有進一步上升，說明缺血-再灌注損傷進一步加重小腸黏膜結構及屏障破壞。

因此，在治療過程中，我們應盡量縮短患者術前失血性休克時間，簡化術前準備流程，盡早手術，術中應結合上腹部受傷史、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間，術后采用對缺血-再灌注保護性藥物，從各個環節減少對小腸結構和屏障功能的破壞，從而減輕細菌移位和內毒素血癥，減少和避免全身性炎性反應綜合征及多系統器官功能衰竭的發生。

[參考文獻]

[1] 褚萬立，劉軍英，劉雪峰. 失血性休克大鼠模型的改進及胃黏膜血流量的測定[J]. 中國實驗動物學報，2008，16（1）：6-9.

[2] 楊潔，聶青和. 腸道細菌移位研究現況[J]. 中國實用內科雜志，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] 趙衛川，趙琪，崔乃強. 腸內壓及施壓時間對腸內毒素轉運影響的研究[J].中國中西醫結合外科雜志，1997，3（6）：370-373.

[5] 要瑞莉，劉愛東，李宏杰，等. 家兔腸缺血-再灌注后各器官損傷變化的實驗研究[J]. 河北醫藥，2009，31（13）：1554-1555.

篇8

1、單位膜結構是膜結構的一種假設模型，是根據電鏡觀察的結果提出來的。

2、它是包圍在整個細胞最外層的薄膜，又稱質膜。在電子顯微鏡下觀察，細胞膜可分為三層結構，即內、外兩層的親水極與中間層的疏水極。一般把這3層結構稱之為"單位膜"。厚度一般為5nm到10nm，主要由蛋白質與脂類構成。致密層相當于蛋白質成份，中間的一層由2層磷脂分子構成。

（來源：文章屋網 ）

篇9

【摘要】 目的 觀察滋陰明目丸對視網膜光損傷大鼠的保護作用及機理。方法 將70只Sprague-Dawley(SD)大鼠隨機分為7組，除空白對照組外均采用自制光損傷裝置造成視網膜光損傷模型，光照后3 d開始灌服滋陰明目丸及對照藥物，連續15 d，取視網膜做病理形態學檢查，觀察視網膜超微結構變化。結果 受損的視細胞逐步得到修復，視網膜形態結構漸趨正常。結論 滋陰明目丸可改善視網膜超微結構。

【關鍵詞】 滋陰明目丸；光損傷；視網膜；超微結構；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

光化學損傷是視網膜光損傷中最普遍的一種損傷，是一個退行性變性過程，其病理過程與年齡相關性黃斑變性等視網膜變性疾病有許多相似之處[1]。滋陰明目丸以滋補肝腎、活血明目立法，對以肝腎不足為基本病機的視網膜變性疾病有一定療效[2-3]。2002年10月－2004年1月，筆者采用大鼠視網膜光化學損傷模型作為對象，研究滋陰明目丸對光化學損傷大鼠視網膜超微結構的影響，探討其對視網膜光感受器細胞的保護作用。

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、楮實子、黃精、牡丹皮、三七、丹參、牛膝、當歸、石決明、川芎、羌活、石菖蒲等藥，按現代工藝制成濃縮丸，湖南中醫藥大學第一附屬醫院藥劑科提供。杞菊地黃丸，長沙九芝堂集團有限公司生產，批號：ZZ-0193-湘衛藥準字(1992)第002078號。威氏克膠囊，北京第二制藥廠生產，京衛藥準字(1996)第102088號，批號021007。

1.2 動物

選用SD大鼠70只，體重180～220 g，雌雄各半，湖南中醫學院醫學實驗動物室提供。飼養條件：室溫保持在18～25 ℃，空氣流通，相對濕度55%～70%，12 h光照維持，晝夜循環，動物自由攝食飲水，飼養10 d。

1.3 造模

參照Hansson[4]方法自制光損傷裝置。光照箱的6個面分別安裝4條15 w的白色熒光燈管(Philips)，上方安裝有排風孔，下方為密集的排氣孔，箱內安放2個有機玻璃透明箱，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，相當于大鼠正常活動時眼球水平的各箱壁的照度為2 000 lux，光照箱內的平均溫度控制在22～24 ℃，所有實驗用大鼠均在12 h明(20～50 lux)以及12 h暗(0～12 lux) 的循環光環境下適應10 d，乙醚麻醉缸中約5 min吸入麻醉，縫線開瞼，接受3 h持續光照射。光照后立即拆除開瞼縫線，送回暗環境中。

1.4 分組及處理

70只大鼠隨機分為滋陰明目丸大、中、小劑量組及杞菊地黃丸組、威氏克組、模型對照組、空白對照組。于光照后3 d開始給藥，連續給藥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(相當于成人劑量)；威氏克組：每天灌服0.054 g/kg溶液(相當于成人劑量)；模型對照組與空白對照組灌胃生理鹽水(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，去除眼前節，剝離視網膜組織。

1.5 電鏡觀察

取大鼠視網膜標本，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環氧樹脂∶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，透射電鏡下觀察大鼠視網膜超微結構改變。

1.6 光鏡觀察

取大鼠視網膜標本，4%多聚甲醛固定，石蠟包埋，間斷連續切片，切片厚4 μm，HE染色，光鏡下觀察視網膜形態。

1.7 統計學方法

等級資料用秩和檢驗，組間比較用q檢驗。

2 結果

2.1 對大鼠視網膜超微結構的影響

空白對照組：視網膜視細胞形態正常，內、外節線粒體排列整齊；雙極細胞正常，僅少數線粒體水腫；節細胞層結構正常。模型對照組：視細胞胞漿水腫，空泡狀，其視盤外節部的膜盤線粒體紊亂，基質淡化，形成空泡區，視細胞內的線粒體也有類似變化，部分區域視桿、視錐細胞嚴重水腫，胞漿崩解；內核層(系雙極細胞)間質水腫，核濃縮，胞漿線粒體空泡變，內核層與內網層之間間質水腫，雙核細胞內局部水腫，線粒體空泡變；節細胞層內線粒體廣泛空泡變，間質水腫，部分節細胞固縮，染色質濃染。滋陰明目丸中劑量組：視盤僅有小的裂隙，視細胞趨于正常；內核層正常，僅個別線粒體空泡變；節細胞內線粒體不同程度的水腫，余正常。威氏克組：視盤正常，其內裂隙更少，視細胞正常；內核正常；節細胞內線粒體水腫，空泡變較模型組稍強。杞菊地黃丸組：視盤外節部線粒體有輕微水腫，少量裂隙；視細胞內線粒體水腫，余正常；雙極細胞內線粒體水腫，余正常；節細胞內線粒體水腫，核濃縮。

2.2 對大鼠視網膜組織病理形態的影響

2.2.1 分級標準

“-”級：視網膜形態正常，視桿細胞排列整齊，結構層次清楚。“+”級：視網膜結構層次清楚，視桿細胞排列基本整齊，外核層出現灶性脫落?！?+”級：視網膜結構基本清楚，有灶性核濃縮，部分出現淡染，不規則碎核?！?++”級：各層結構不清，出現壞死脫落，外核層稀疏散在，有淡染，不規則破碎細胞核。

2.2.2 各組大鼠視網膜組織病理形態改變情況

觀察結果經多個樣本的秩和檢驗，H值為37.813，P

3 討論

光性視網膜損傷是一漸進性病理過程。視網膜光損傷后可出現視網膜外核層變薄、內外節排列紊亂；光感受器細胞核腫脹，內節線粒體腫脹，外節水腫，RPE頂端出現微絨毛消失，溶酶體增多等病理改變[1]。

本實驗觀察發現，模型對照組光鏡下可見各層結構不清，出現壞死脫落，外核層稀疏散在，有淡染，并可見不規則破碎細胞核。電鏡下觀察光感受器細胞胞漿水腫，形成空泡，線粒體基質淡化，部分區域細胞嚴重水腫，胞漿崩解；雙極細胞間質水腫，核濃縮，胞漿線粒體空泡變；內核層與內網層之間間質水腫，雙核細胞內局部水腫，線粒體空泡變；節細胞層可見節細胞內線粒體廣泛空泡變，間質水腫，部分節細胞固縮，染色質濃染。說明本實驗條件下可明顯破壞視網膜的組織結構。

治療后觀察發現，光鏡下滋陰明目丸大、中劑量組視網膜病理形態明顯改善，視網膜結構層次漸趨清楚，視桿細胞排列基本整齊，僅部分標本出現外核層灶性脫落、不規則碎核，與模型對照組比較，有統計學意義；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膜超微結構均有明顯改善，視盤僅有小的裂隙，視細胞趨于正常；內核層正常；僅個別線粒體空泡變；節細胞內線粒體不同程度的水腫，余正常。說明三類藥物對視網膜超微結構的損傷均有修復作用，而以適量的滋陰明目丸作用效果最佳。

參考文獻

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[2] 李傳課，李 波.滋陰明目丸治療肝腎陰虛視網膜色素變性與老年黃斑變性的臨床觀察[J].湖南中醫學院學報，2001，21(3)：38－40.

[3] 李 波，鄺國平.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驗研究[J].中國中醫眼科雜志，2001，11(4)：206－211.

篇10

關鍵詞：物理模型;概念模型;胚乳;種皮;基因型

分析試題時利用模型對試題進行分析有利于學生對解題方法和知識背景的理解。比如，遺傳學等相關試題邏輯性強、過程復雜，很難僅通過講述和分析讓學生理解。通過構建具體的模型，突出其知識背景，反映具體的思維過程，學生能更深刻的理解，有利于培養學生的思維能力。以下以兩道遺傳學試題為例，說明模型構建在解題、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行間行種植，在收獲時發現，甜玉米的果穗上結有非甜玉米的籽粒，但在非甜玉米的果穗上找不到甜玉米的籽粒，試說明產生這種現象的原因。（提示：甜和非甜是胚乳的性狀，胚乳是由胚珠中的極核和發育而來的。）

2.分析：這部分內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背景分析，學生才能真正理解。而雙受精原理較為復雜，通過構建模型的方法講解解題過程，有利于學生理解。

3.模型構建如右圖（模型一）

4.模型要點及分析：精卵細胞結合決定胚的基因型;1個精細胞與兩個極核結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不同基因型的植株相互傳粉，兩個植株上所結種子中，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上，分析不同植株胚以及胚乳的基因型、表現型。通過歸納和分析得到以下模型（模型二）：

通過不同模型的結合和分析，使學生很容易理解該題涉及的知識背景，并且讓學生深入掌握種子的形成過程，為遺傳學相關內容的學習打好基礎。

二、例題二

1.題目：玉米籽粒的胚乳有甜和非甜兩個品種，種皮有黃色和白色之分?，F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，所結種子全是白種皮非甜玉米，將這些種子全部種下后自交，結出的種子為黃種皮。請據此回答下列問題：

（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型雜交，再將F1連續自交，種皮顏色的性狀分離首先出現在 代所結的種子中，這些種子中表現為白色種皮甜玉米的占 。

2.分析：這是一道涉及植物個體發育和遺傳規律的推導題，難度較大，這里有兩個難點：一個是兩對相對性狀顯隱性的判斷;另一個是種皮和胚相關基因型的分析，由于種皮是母本的體細胞，又是母本的一部分，而胚屬于子代的部分，學生不易區分和分析，給答題帶來難度。

解題的第一步是判斷兩對相對性狀的顯隱性關系，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，很容易判斷非甜對甜顯性;如果用同樣的方法得出白種皮對黃種皮顯性就錯了，因為種皮是由珠被發育而來，是母本的一部分，因此種皮的性狀一定是白色的。通過模型三可以看出：兩對純合親本雜交得到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，其表現型則是在F1植株上所結的種子中表現出來，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白色顯性。

在解決這些問題以后，就可以解決第（2）問中兩個問題了。通過構建概念模型分析問題就比較容易了，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，但其表現型出現在F2植株所結的F3種子上，即種皮的表現型要推遲一代表現。推導在F2植株所結F3種子上種子中表現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.模型構建如下（模型三、模型四）

4.模型要點：親本的基因型為純合;不同世代植株上所結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種子種皮內胚（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。通過模型分析，學生能更加深刻地理解種子中種皮和胚的關系，在不同世代的種子中，種皮顏色和胚乳味道兩對相對性狀進行獨立分析，不會相互干擾，最后合并綜合分析，就不難得出結果了。