索膜結構制作安裝

1）膜結構支架制作質(zhì)量與鋼結構類似，其最大的要求是所有鋼構件的表面必須打磨光滑，不得有尖角毛刺，以防劃傷膜面。

2）膜結構支架安裝質(zhì)量主要是幾何尺寸和焊縫表面質(zhì)量。為防止膜面安裝后起皺，并保證設計所需的張力，要求膜結構的安裝尺寸誤差盡可能的小，特別是要控制支架的平行度、對角線等相關尺寸的誤差。安裝焊縫必須打磨平整，以防劃破膜面。

膜結構的制作標準

膜材料、鋼索、附件加工必須嚴格按施工圖進行。施工圖必須經(jīng)設計人員、審核人員企業(yè)技術負責人員簽字后作為加工依據(jù)，并存檔。

膜結構易發(fā)生的事故類型

1.強風作用下膜材撕裂

2.困積雪造成膜材撕裂

3.火災燒毀

膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。膜結構已成為結構設計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應用的一個重要領域。在中國建筑 結構中也有長足的進展。大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣 膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的 膜結構，而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現(xiàn)代工程結構，大阪萬國博覽會的展覽館標志著 膜結構時代的開始。自此以后， 膜結構在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說，美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣 膜結構的平面有234.9m×183m，開始采用聚四氟乙烯（PTFE）涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說，沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。作為 膜結構一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣。千年穹頂以其獨特的 膜結構，顯示了當今建筑技術與材料科學的發(fā)展水平。目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)有PVC涂層聚酯織物，但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求，作為建筑用的永久性材料尚需進一步提高。據(jù)悉有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物，外觀與性能都大有改進。近一段時間來，國外媒體表現(xiàn)出了對中國建筑設計前所未有的關注。2005年12月23日的美國《商業(yè)周刊》評選出了中國十大新建筑奇跡，包括北京奧體主會場、國家游泳中心、北京首都國際機場、上海世界金融中心、國家大劇院、中央電視臺、上海崇明東灘生態(tài)城、當代MOMA、長城腳下的公社、東海大橋（上海）。其中地處北京的建筑就有七家之多?！爸袊鸩匠蔀楫斀褡罹哂袆?chuàng)意性建筑和工程設計的舞臺?！敝袊ㄖ聵I(yè)的發(fā)展，正在為今日最頂尖建筑及工藝技術創(chuàng)造一個舞臺。報道首先分析了中國新建筑崛起的經(jīng)濟原因和外部環(huán)境。文章說，當全球矚目北京2008年奧運會時，不單是世界上最快以及最具實力的運動員們正在為爭取最高榮譽而加緊努力，新一代的創(chuàng)新建筑也正在北京的土地上拔地而起。由于蒸蒸日上的經(jīng)濟的強大支持，世界上最大的航空港、有節(jié)能環(huán)保的建筑及世界上最高的室外觀光臺等將很快一一落戶中國。文章列舉評選結果說，2008年以前完工的國家游泳中心（水立方）、國家體育場（鳥巢）、國家大劇院等中國公眾十分熟悉的知名場館更理所當然地進入了“十大”之列。從對它們的評價與介紹中可以看到評選者對追求環(huán)保、自然的推崇。比如被稱為“水立方”的國家游泳中心，是節(jié)能環(huán)保型的建筑。游泳池內(nèi)的水將由太陽能加熱，泳池的雙重過濾裝置可實現(xiàn)水的再利用，就連多余的雨水也將被收集和儲存在地下的水池中。復雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結構使得外部結構像一個泡沫，這種獨特的結構設計使得“水立方”幾乎經(jīng)得起任何地震的襲擊。文章介紹“鳥巢”時寫道，為讓北京奧運會主會場這個有著91000個座位的、可能是至今最大的環(huán)保型體育場獲得自然通風，建筑師從自然中獲得了靈感，獨創(chuàng)了一個未完全密封，但同樣能為觀眾和運動員遮風擋雨的外殼。體育場的外觀猶如一個由枝條編織而成的鳥巢；而其內(nèi)部，從休息室到飯店，每一個分開的空間都是一個獨立的單元，從而使自然空氣的流通成為可能。文章指出，作為全國最具流行色彩的城市，北京吸引了很多知名建筑大師成就事業(yè)。入選的北京“長城腳下的公社”，是由12名亞洲杰出建筑師設計建造的當代建筑藝術作品。北京“當代MOMA”的設計表明了環(huán)保創(chuàng)新技術在住宅中應用和它所代表的建筑發(fā)展新趨勢,堪稱大型可持續(xù)發(fā)展住宅建筑的典范。它采用世界上最大的地源熱泵系統(tǒng)，將用來幫助這個由第20層的咖啡館、干洗店等系列服務設施連接起來的8幢建筑組成的小區(qū)，采用最為節(jié)能的方式保持恒濕恒溫，這是這座建筑的一大亮點。住宅單元還有一大亮點，就是可再利用廢水，將廚房和洗臉盆的廢水過濾，衛(wèi)生間循環(huán)利用。

20 世紀 60 年代隨著現(xiàn)代柔性建筑材料的發(fā)展，建筑師們從帳篷著一最古老的簡單建筑結構出發(fā)，構造出了魔幻般的形式——膜結構。它可以構成單曲面，多曲面等不同建筑結構形式，滿足了建筑師們對建筑與美學高度統(tǒng)一的要求。

柔性材料具有透光和防紫外線功能，在一些室外建筑和環(huán)境小品中得到廣泛的應用。正是由于這一特征，夜間的燈光設計使膜結構具有鮮明的環(huán)境標志特征。

優(yōu)美造型的膜材，不銹鋼配件和緊固件加上設計輕巧合理，表面處理嚴格的鋼結構支撐，塑造出形式美觀，設計合理的膜結構，在當今世界范圍內(nèi)的建筑環(huán)境設計中占有舉足輕重的地位。

隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學手段的不斷提高，“回歸自然”、“沐浴自然之溫馨”已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學發(fā)展的主流。室內(nèi)外的視線越來越模糊，出現(xiàn)了許多亦內(nèi)亦外、相互滲透的不定空間，如：大廳裝飾、天井、四季廳、動植物園、公園廣場、觀景臺、舞臺、體育場館、體育看臺、文化娛樂場所等。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使膜覆蓋空間內(nèi)達到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結構能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。

1，預張力的大小及張拉方式；

2，根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式；

3，考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水（雪）；

4，關鍵節(jié)點的設計，以避免應力集中；

5，考慮膜材的運輸和吊裝；

6，耐久性與防火考慮。

索膜結構作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結構可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設計方案。

⒈輕質(zhì)：張力結構自重小的原因在于它依靠預應力形態(tài)而非材料來保持結構的穩(wěn)定性。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結構的小得多，但卻具有良好的穩(wěn)定性，建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點設計和組織結構細部構件，將其輕盈和穩(wěn)定的結構特性有機地統(tǒng)一起來。

⒉透光性：透光性是現(xiàn)代膜結構最被廣泛認可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度，這對于建筑節(jié)能十分重要。對于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用，膜材透光性可為建筑設計提供更大的美學創(chuàng)作空間。夜晚，透光性將膜結構變成了光的雕塑。

膜材透光性是由它的基層纖維、涂層及其顏色所決定的。標準膜材的光譜透射比在10%~20%之間，有的膜材的光譜透射比可以達到40%，而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調(diào)節(jié)。

通過膜材和透光保溫材料的適當組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個百分點，膜屋面對于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感。

⒊柔性：張拉膜結構不是剛性的，其在風荷載或雪荷載的作用下會產(chǎn)生變形。膜結構通過變形來適應外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小，直至能更有效抵抗該荷載。

張拉結構的靈活性使其可以產(chǎn)生很大的位移而不發(fā)生永久性變形。膜材的彈性性能和預應力水平?jīng)Q定了膜結構的變形和反應。適應自然的柔性特點可以激發(fā)人們的建筑設計靈感。

不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性極佳，不會因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實現(xiàn)可移動、可展開結構的基礎和前提。

⒋雕塑感：張拉膜結構的獨特曲面外形使其具有強烈的雕塑感。膜面通過張力達到自平衡。負高斯膜面高低起伏具有的平衡感使體型較大的結構看上去像擺脫了重力的束縛般輕盈地飄浮于天地之間。無論室內(nèi)還是室外這種雕塑般的質(zhì)感都令人激動。

張拉膜結構可使建筑師設計出各種張力自平衡、復雜且生動的空間形式。在一天內(nèi)隨著光線的變化，雕塑般的膜結構通過光與影而呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。日出和日落時，低入射角度的光線將突現(xiàn)屋頂?shù)那屎透〉裥Ч?，太陽位于遠地點時，膜結構的流線型邊界在地面上投入彎彎曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性，經(jīng)過設計的人工燈光也可使膜結構成為光的雕塑。

⒌安全性：按照現(xiàn)有的各國規(guī)范和指南設計的的輕型張拉膜結構具有足夠的安全性。輕型結構在地震等水平荷載作用下能保持很好的穩(wěn)定性。

由于輕型結構自重較輕，即使發(fā)生意外坍塌，其危險性也較傳統(tǒng)建筑結構小。膜結構發(fā)生撕裂時，若結構布置能保證桅桿、梁等剛性支承構件不發(fā)生坍塌，其危險性會更小。

膜結構的柔性使其在任一荷載作用下均以最有利的形態(tài)承載。當然，結構的布置和形狀要根據(jù)荷載情況來進行設計和調(diào)整。設計要確何膜面與其輔助結構協(xié)調(diào)工作，以避免力在膜面或輔助結構上集中而達結構破壞的臨界值。

⒍功能：由于張拉膜結構的自身特性，其可以滿足從簡單遮陽結構到功能復雜的大型建筑等許多不同的建筑功能要求，并且對于有些功能要求只有它才是最為適合的。

⒎極具表現(xiàn)力的建筑形態(tài)：具有特定功能的建筑都可通過立意得以表達，張拉膜結構的獨特外形體現(xiàn)了建筑自身的自然美感。

這些建筑形態(tài)本身和與其相協(xié)調(diào)的傳統(tǒng)建筑一起構成了令人興致盎然的地面標志性建筑。優(yōu)秀的膜結構設計是結構與外形的有機融合，使其顯得了類拔萃，同時與自然環(huán)境、歷史及現(xiàn)代的城市景觀有機結合。

輕型結構可以看成是大型的雕塑作品，可為其周邊空間增添活力，成為周圍環(huán)境的補充和焦點。

⒏抵御天氣的影響：膜屋面的一個重要作用就是抵御各種天氣變化（如日曬、雨淋、風雪等）對其內(nèi)部空間的影響，保持建筑物內(nèi)部的舒適性。選擇膜面的形態(tài)和材料時要考慮到所有可能的天氣狀況，并盡可能利用建筑本身等被動方法來減少能量的消耗。

多孔膜材可用作遮蔽結構。它可以控制光的透射和反射，使室內(nèi)擁有散射光，并且促進自然通風，使屋面溫度與周圍環(huán)境的溫度相同，并避免向下的熱輻射。

為了抵擋風雪，膜面的外形應使排水通暢使捷，避免在其上形成水兜或雪的堆積。在施加預應力前的安裝成形階段，張拉膜結構對這些荷載十分敏感。為了能將雨水排除，膜材和接縫須密封防水，膜邊緣也必須進行特殊的細部設計，以防止雨水進入室內(nèi)。

⒐可移動性和臨時性：與其它結構相比的另一個突出優(yōu)勢是輕型結構對環(huán)境的影響具有可調(diào)和性。另外它還有兩個重要的特性，即可移動性和靈活性。

結構可以在不同的地點反復拆建，這就是張拉膜結構的可移動。它將游牧式與定居式的建筑融為一體。膜材輕柔的特點使其方便運輸，且易于迅速搭建，而閑置時占用空間很小。這種特性使膜結構十分適于用作臨時性可移動建，特別是在發(fā)生突然災難或遇到緊急情況而需要在短時間內(nèi)為大量人員提供庇護所的時候。

另一方面，可移動薄膜結構除具有與永久建筑相媲美的舒適性外，它還引入了建筑行業(yè)的一個新概念，即將房屋的所有權與土地的所有權相分離。建筑不再是不可移動的，而是可移動的。這種可移動性和可重復使用的特點對加速現(xiàn)代城市的發(fā)展和建筑功能在某些特殊領域中的轉變具有重要的意義。

⒑可展性和自適應性：可展結構可以看作是一種人造的自適應體系，同許多自然有機體一樣，可根據(jù)需要改變自身的形式。它們的空間布置和對天氣變化的反應具有靈活性和自適應性。通過控制自然光和內(nèi)部溫充可達到主動節(jié)能的目的?？烧菇Y構即可開敞也可閉合，它的靈活性使其可以改變空間的屬性。精心設計的可展屋蓋的優(yōu)雅滑動體現(xiàn)了人與自然的和諧。它被稱作是一種創(chuàng)造，輕型與可展性的充分結合形成了“免施工房屋”的概念，這種結構任何需要的時間或地點均可實現(xiàn)。

一、膜結構采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，用分項系數(shù)的設計表達式進行計算。

二、膜結構應根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級、使用年限、使用功能、結構跨度、防火要求、地區(qū)自然條件及膜材的耐用年限等要求進行膜材選用。

三、膜結構的設計應根據(jù)荷載、支承條件、制作加工、施工工況及其它特殊條件進行。

四、膜結構的設計內(nèi)容包括形狀設計、荷載分析、裁剪設計、配件設計、支承結構設計。

五、對膜結構的形狀設計、荷載分析、裁剪設計，應在考慮施工過程的基礎上進行一體化的設計。

六、膜材只能承受拉力，不能承受壓力和彎矩。

七、膜面的最大主應力應小于膜材的強度設計值，在荷載長期作用下，最小主應力應大于等于維持其初始平衡形狀的應力值。

八、膜結構一體化設計時，應考慮膜材的松弛、徐變、老化。

九、膜結構設計時，應考慮使用階段膜材替換對整體結構的影響。

十、膜結構設計應考慮膜材破壞時，支承結構仍應保持自身的強度、剛度及穩(wěn)定性。

1，找形（Form-finding）或更進一步叫“形態(tài)理論”；

2，考慮膜材松弛和各向異性下的結構響應；

3，結構在風荷載作用下的動力穩(wěn)定性；

4，裁剪優(yōu)化；

5，膜與索及支承結構間的相互作用。

1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學效果；

2，細化支承結構，以充分表達透明的空間和輕巧的形狀；

3，簡化膜與支承結構間的連接節(jié)點，降低現(xiàn)場施工量。

索膜結構初始態(tài)分析

確保生成形狀穩(wěn)定、應力分布均勻的三維平衡曲面，并能夠抵抗各種可能的荷載工況；這是一個反復修正的過程。

索膜結構荷載態(tài)分析

張拉膜結構自身重量很輕，僅為鋼結構的1/5，混凝土結構的1/40；因此膜結構對地震力有良好的適應性，而對風的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。

尺寸的確定

及對支承結構的有限元分析。當支承結構的設計方法與膜結構不同時，應注意不同設計方法間的系數(shù)轉換。

索膜結構連接設計

包括螺栓、焊縫和次要構件尺寸。

索膜結構剪裁設計

這一過程應具備必要的試驗數(shù)據(jù)，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值（應通過雙軸拉伸試驗確定）。

膜結構聲學設計

膜結構建筑聲學設計通常集中圍繞兩方面的聲學品質(zhì)進行。第一，如何屏蔽外部噪聲對建筑內(nèi)部的影響；第二，建筑內(nèi)部輪廓對回聲作用與混響時間影響。噪聲與回聲需要考慮的因素截然不同，但兩者必須同時考慮，井評價建筑聲環(huán)境綜合品質(zhì)。

索膜結構建筑按結構分類為

膜結構建筑形式的分類：

從結構上分可分為：骨架式膜結構，張拉式膜結構，充氣式膜結構3種形式

⒈骨架式膜結構（Frame Supported Structure）

以鋼構或是集成材構成的屋頂骨架，在其上方張拉膜材的構造形式，下部支撐結構安定性高，因屋頂造型比較單純，開口部不易受限制，且經(jīng)濟效益高等特點，廣泛適用于任何大，小規(guī)模的空間。

⒉張拉式膜結構（Tension Suspension Structure）

以膜材、鋼索及支柱構成，利用鋼索與支柱在膜材中導入張力以達安 定的形式。除了可實踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外，也是最能展現(xiàn)膜結 構精神的構造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構成鋼索網(wǎng)來支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高，結構性能強，且具豐 富的表現(xiàn)力，所以造價略高于骨架式膜結構。

⒊充氣式膜結構（Pneumatic Structure）

充氣式膜結構是將膜材固定于屋頂結構周邊，利用送風系統(tǒng)讓室內(nèi)氣壓上升到一定壓力后，使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，以抵抗外力，因利用氣壓來支 撐，及鋼索作為輔助材，無需任何梁，柱支撐，可得更大的空間，施工快捷，經(jīng)濟效益高，但需維持進行24小時送風機運轉，在持續(xù)運行及機器維護費用的成本上較高。

現(xiàn)今，城市中已越來越多地可以見到膜結構的身影。膜結構已經(jīng)被應用到各類建筑結構中，在我們的城市中充當著不可或缺的角色：

張拉整體結構（Tensegrity）是由一組連續(xù)的拉桿和連續(xù)的或不連續(xù)的壓桿組合而成的自應力、自支撐的網(wǎng)狀桿系結構，其中「不連續(xù)的壓桿」的含義是壓桿的端部互不接觸，即一個節(jié)點上只連接一個壓桿。Tensegrity是美國建筑師 R.B.Fuller首先提出的一種結構思想，他認為宇宙的運行就是按照張拉整體的原理進行的，即萬有引力是一個平衡的張力網(wǎng)，各個星球是這個網(wǎng)中的一個個 孤立點。這種結構體系中的索網(wǎng)就相當於宇宙中的萬有引力，獨立的受壓桿件相當於宇宙中的星球。

PTFE

PTFE膜材是在超細玻璃纖維織物上涂以聚四氟乙烯樹脂而成的材料。這種膜材有較好的焊接性能，有優(yōu)良的抗紫外線、抗老化性能和阻燃性能。另外，其防污自潔性是所有建筑膜材中最好的，但柔韌性差，施工較困難，成本也十分驚人。在蓋格公司領導下，美國的杜邦公司、康寧玻纖公司、貝爾德建筑公司、化纖織布公司共同開發(fā)永久性膜材。其加工方法是把玻纖織物多次快速放入特氟隆熔體中，使織物兩面皆有均勻的特氟隆涂層，使永久性的PTFE膜正式誕生。此后永久性膜結構正式在美國風行，許多學者對膜結構進行了深入的研究。20年后跟蹤檢測結果表明，這種膜材的力學性能與化學穩(wěn)定性指標只下降了20%~30%，顏色也幾乎沒變，膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學物質(zhì)微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性，這足以顯示出PTFE膜材的強大生命力和廣闊的市場前景.

PVC

這種膜材開發(fā)和應用得比較早，通常規(guī)定PVC涂層在玻璃纖維織物經(jīng)緯線交點上的厚度不能少于0.2mm，一般涂層不會太厚，達到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能，涂層時常常加入一些光、熱穩(wěn)定劑，淺色透明產(chǎn)品宜加一定量的紫外吸收劑，深色產(chǎn)品常加炭黑做穩(wěn)定劑。另外對PVC的表面處理還有很多方法，可在PVC上層壓一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧，用云母或石英來防止表面發(fā)粘和沾污。玻纖有機硅樹脂建筑膜材。有機硅樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫、拒水、抗氧化等特點，該膜材具有高的抗拉強度和彈性模量，另外還具有良好的透光性。美國歐文斯克寧公司開發(fā)的Vestar膜材就采用這種樹脂對玻璃纖維布涂覆而制成的，這種膜材應用的不多，生產(chǎn)廠家也較少。玻纖合成橡膠建筑膜材。合成橡膠（如丁腈橡膠，氯丁橡膠）韌性好，對陽光、臭氧、熱老化穩(wěn)定，具有突出的耐磨損性、耐化學性和阻燃性，可達到半透明狀態(tài)，但由于容易發(fā)黃，故一般用于深色涂層。膨化PTFE建筑膜材。由膨化PTFE纖維織成的基布兩面貼上氟樹脂薄膜即得膨化PTFE建筑膜材。由于它的造價太高，一般的建筑考慮到成本和性能兩方面，很少選用這種膜材，國外的生產(chǎn)廠家也不多。

ETFE

由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。ETFE不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性能、電性能、熱穩(wěn)定性和耐化學腐蝕性，而且機械強度高，加工性能好。ETFE膜材的應用在很多方面可以取代其他產(chǎn)品而表現(xiàn)出強大的優(yōu)勢和市場前景。這種膜材透光性特別好，號稱“軟玻璃”，質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%；韌性好、抗拉強度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化學腐蝕性強，熔融溫度高達200℃；可有效的利用自然光，節(jié)約能源；良好的聲學性能。自清潔功能使表面不易沾污，且雨水沖刷即可帶走沾污的少量污物，清潔周期大約為5年。另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預制成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維

護費用高等，但是隨著大型體育館、游客場所、候機大廳等的建設，ETFE更突顯自己的優(yōu)勢。生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有ASAHIGLAS（AGC）、日本旭硝子、德國科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發(fā)和應用在國外發(fā)達國家也不過十幾年的歷史。剛剛竣工的北京奧運會場館“鳥巢”和“水立方”膜結構采用ETFE膜材，是目前國內(nèi)最大的ETFE膜材結構建筑，膜材采用進口產(chǎn)品?！傍B巢”采用雙層膜結構，外層用ETFE防雨雪防紫外線，內(nèi)層用PTFE達到保溫、防結露、隔音和光效的目的?！八⒎健辈捎秒p層ETFE充氣膜結構，共1437塊氣枕，每一塊都好像一個“水泡泡”，氣枕可以通過控制充氣量的多少，對遮光度和透光性進行調(diào)節(jié)，有效地利用自然光，節(jié)省能源，并且具有良好的保溫隔熱、消除回聲，為運動員和觀眾提供溫馨，安逸的環(huán)境。目前國內(nèi)膜結構發(fā)展振奮人心，隨著一些大型體育館、候機大廳等建設以及2010年上海世博會和廣州亞運會等國際盛會的舉辦，為中國膜結構的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。尤其在膜材方面，中國起步晚，技術水平低，大部分膜材還主要依靠進口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市場的主流，應用比較廣泛。中國已有PTFE膜材的自主知識產(chǎn)權，性能也基本達到國外同類產(chǎn)品的要求。很多公司、科研單位以及高校都在進行PVC表面涂層材料的研究，如PVDF、納米TiO2表涂劑等的研究已初見成效，另外在表面防污自潔處理方面的研究如仿生荷葉構筑微粗糙表面也開始起步。在引進世界一流的生產(chǎn)設備和工藝技術的同時，加緊消化吸收并改進創(chuàng)新，盡快開發(fā)適合中國市場需求的膜材表面處理技術，對提升中國整個產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)品檔次和市場競爭力都具有重要意義。

張拉膜是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種形式，自從1970年代以來， 膜結構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。

索膜結構作為新的建筑形式于本世紀五十年代在國際上開始出現(xiàn)，至今已有六十多年的歷史，特別是到了七十年代以后，膜結構的應用得到了迅速發(fā)展。膜結構的出現(xiàn)為建筑師們提供了超出傳統(tǒng)建筑模式以外的新選擇。膜結構一改傳統(tǒng)建筑材料而使用膜材，其重量只是傳統(tǒng)建筑的三十分之一。而且膜結構可以從根本上克服傳統(tǒng)結構在大跨度（無支撐）建筑上實現(xiàn)時所遇到的困難，可創(chuàng)造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(jié)能、易于、使用安全等優(yōu)點，因而使它在世界各地受到廣泛應用。夜晚，建筑物內(nèi)的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，建筑物的體型顯現(xiàn)出夢幻般的效果。這種結構形式特別適用于大型體育場館、入口廊道、公眾休閑娛樂廣場、展覽會場、購物中心等領域。

張拉膜結構(Tesioned Membrane Structure) ，是依靠膜自身的張拉應力與支撐桿和拉索共同構成機構體系。張拉膜結構特別適合用來建造城市標志性建筑的屋頂，如體育與娛樂性場館，需有廣告效應的商場、餐廳等。城市的交通樞紐是城市命脈的關鍵性建筑，使用功能要求建筑物各組成單元的標志明確。這類建筑越來越多采用膜結構。建筑膜材料的使用壽命為 25 年以上。建成于 1973 年的美國加州 La Verne 大學的學生活動中心是已有 23 年歷史的張拉膜結構建筑．跟蹤測試與材料的加載與加速氣候變化的試驗，證明它的膜材料的力學性能與化學穩(wěn)定性指標下降了 20 %至 30 %，但仍可正常使用。膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學物質(zhì)的微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水的沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性。

張拉膜結構的概念設計

只有正確表達結構邏輯的建筑才有強大的說服力與表現(xiàn)力”這句話揭示了張拉膜結構的精髓。對于張拉膜結構，任何附加的支撐和修飾都是多余的，其結構本身就是造型；換句話說，不符合結構的造型是不可能的，因為那樣的薄膜不是飄動的就是缺乏穩(wěn)定性的。張拉膜結構的美就在于其“力”與“形”的完美結合。張拉膜結構的基本組成單元通常有：膜材、索與支承結構（桅桿、拱或其他剛性構件）。

膜材一種新興的建筑材料，已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身不能受壓也不能抗彎，所以要使膜結構正常工作就必須引入適當?shù)念A張力。此外，要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結構為了減小結構的變形就必須增加結構的抗力；而膜結構是通過改變形狀來分散荷載，從而獲得最小內(nèi)力增長的。當膜結構在平衡位置附近出現(xiàn)變形時，可產(chǎn)生兩種回復力：一個是由幾何變形引起的；另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多，所以要使每一個膜片具有良好的剛度，就應盡量形成負高斯曲面，即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”?！案唿c”通常是由桅桿來提供的，也許是由于這個原因，有些文獻上也把張拉膜結構叫做懸掛膜結構（suspension membrane）。索作為膜材的彈性邊界，將膜材劃分為一系列膜片，從而減小了膜材的自由支承長度，使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻指出，膜材的自由支承長度不宜超過15米，且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外，索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結構提供附加支撐，從而保證不會因膜材的破損而造成支承結構的倒塌。

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