膜結(jié)構(gòu)基礎知識膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,，是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構(gòu)件（鋼架,、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結(jié)構(gòu),，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式,。膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類。充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,，使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差（一般在10㎜～30㎜水柱之間）,室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,，從而實現(xiàn)較大的跨度。張拉摸結(jié)構(gòu)則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,，其造型非常優(yōu)美靈活,。膜結(jié)構(gòu)工程案例標志性張拉膜結(jié)構(gòu)工程圖片隨著都市現(xiàn)代步伐的加快，汽車成為任何一個都市不可缺少的交通工具,。我國由于汽車工業(yè)高速發(fā)展,，城市的汽車擁有量成倍上升,，但城市建設規(guī)劃沒能盡快適應這一發(fā)展要求，常常是車無停放之地,。所以在建設群規(guī)劃時就應充分考慮停車場的問題,，吧停車場的建設和規(guī)劃當成現(xiàn)代城市建設規(guī)劃的重要組成部分，變得越來越重要,。鑒于此,，膜結(jié)構(gòu)造型的停車棚在停車場建設中也以其優(yōu)美的造型和實在的功能擔當重要角色。景觀膜結(jié)構(gòu)景觀膜結(jié)構(gòu)工程能提供豐富多彩的用途,，并與園林景觀融為一體,。創(chuàng)造出讓人們盡情享受的快樂空間。充分展示了膜結(jié)構(gòu)清晰受力的藝術(shù)之美,，它巧妙的整合周圍的環(huán)境,，給人們一種高貴典雅、浪漫溫馨之感,。另外由于膜材料本身特有的顯色性，在夜間彩燈的映射下能形成絢麗繽紛的景觀,。體育看臺膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)形式廣泛用于大型體育館以及體育看臺的工程之中,，在2008年的北京奧運體育館用達到了，越來越多的人們開始了解了膜結(jié)構(gòu)這一新興的建筑結(jié)構(gòu)形式,。作為一種大跨結(jié)構(gòu),，自輕重通過膜、索具,、鋼結(jié)構(gòu)的拉力平衡,，可實現(xiàn)超越距離懸挑，采用膜結(jié)構(gòu)頂棚符合了體育場館的視野寬闊無結(jié)構(gòu)遮擋的建筑要求,，成為業(yè)主以及設計師結(jié)構(gòu)形式,！由于膜材的透光性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光,，是膜覆蓋空間內(nèi)達到和室外幾乎一樣的自然效果,，因此膜結(jié)構(gòu)能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式！在城市的入口處,，設計擁有自己城市鮮明特色和文化韻味的建筑形式乃是每個城市發(fā)展的之作,，而張拉膜以自己多變的特性，柔美的造型以及夜晚配合彩燈的照射所顯示出特有的柔和的氛圍更讓過往著記憶深刻,，同時極具現(xiàn)代感張拉膜又展現(xiàn)了一個城市的發(fā)展理念和思路,。特點編輯1、耐用：由于高強度的膜材出現(xiàn),，再加上張拉技術(shù)的應用,，使膜結(jié)構(gòu)車棚抵御風雨的能力是一般雨蓬之類不可比擬的。有的車棚采用性膜材，可使用三,、四十年,。特別是遇到劇烈的暴風雨天氣，膜結(jié)構(gòu)建筑巍然不動,，毫發(fā)不損,。2、藝術(shù)性：除了一般雨蓬不可比擬的實用,、耐用,、遮風擋雨的功能外，膜結(jié)構(gòu)雨蓬更是一座雕塑,，一件,，給人美的視覺享受。其柔美,，其曲線,，其剛?cè)岵湄S富造型,，其潔白無瑕,，讓人眼前一亮，回味悠長,。3,、經(jīng)濟性：研究表明，長期露天停放的車輛,，性能損耗速度比車棚內(nèi)停放車輛快一倍,。而采用膜結(jié)構(gòu)雨蓬更能真正呵護您的愛車,減緩您愛車的老化速度。從經(jīng)濟角度來說,，投入不多卻大大延長您座騎的壽命,。4、透光性：透光性能好（透光率20%）,。在陽光下曝曬不會產(chǎn)生黃變,、霧化、透光不佳,。5,、耐候性：表面有防紫外線的共擠層，可防止太陽紫外線引起的樹脂疲勞變黃,。表面共擠層具有化學吸收紫外線并轉(zhuǎn)化為可見光,。對植物光合作用有良好的穩(wěn)定效果（極適合保護各類車、貴重及展品,，使其不受紫外線破壞）,。6,、抗沖擊性：建筑膜才的沖擊強度是普通玻璃的250-300倍，是亞克力的板材的20-30倍,，是鋼化玻璃的2倍,，幾乎沒有斷裂的危險性，有“不破玻璃”和“響鋼”之美稱,。7,、阻燃性：據(jù)國家GB8624-97測試屬阻燃B1級，無火滴,，無毒氣,。8、耐溫性：在攝氏族-40度至120度溫度范圍內(nèi)不會引起變形等品質(zhì)劣化,。9,、輕便性：重量輕，保證棚下人和物的安全,。10,、隔音性：隔音效果佳。
膜結(jié)構(gòu)是20世紀中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)類型,，它打破了純直線建筑風格的模式,，以其的優(yōu)美曲面造型，簡潔,、明快、剛與柔,、力與美的組合,，給人耳目一新的感覺，同時給建筑設計師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間,。膜結(jié)構(gòu)具有強烈的時代感和代表性,，是集建筑學、結(jié)構(gòu)力學,、精細化工,、材料科學、計算機技術(shù)等為一體的多學科交叉應用工程,，具有很高的技術(shù)含量和藝術(shù)感染力,，其曲面可以隨建筑師的設計需要任意變化。結(jié)合整體環(huán)境,，建造出標志性的形象工程,，并且實用性強、應用領(lǐng)域廣泛,。既可應用了大型公共設施,，如體育場館的屋頂系統(tǒng),、機場大廳、展覽中心,、購物中心,、停車場、站臺設施等,。又可應用于休閑設施,、工業(yè)設施、入口廊道以及標志性或景觀性的建筑,、小品等,。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(jié)構(gòu)能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。
索膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設計方案。
�,、陛p質(zhì)：張力結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)細部構(gòu)件,，將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機地統(tǒng)一起來。
�,、餐腹庑裕和腹庑允乾F(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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,。
�,、橙嵝裕簭埨そY(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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,。
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城市的交通樞紐是城市命脈的關(guān)鍵性建筑,，使用功能要求建筑物各組張拉膜結(jié)構(gòu) 張拉膜結(jié)構(gòu)成單元的標志明確。因而近來年,，這類建筑越來越多采用膜結(jié)構(gòu),。建筑膜材料的使用壽命為25年以上。 在使用期間,，在雪或風荷載作用下均能保持材料的力學形態(tài)穩(wěn)定不變,。建成於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(jié)構(gòu)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,。 張拉整體結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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)中的一個個獨立的孤立點,。這種結(jié)構(gòu)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。概念設計編輯簡述 只有正確表達結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的精髓,。對于張拉膜結(jié)構(gòu),，任何附加的支撐和修飾都是多余的，其結(jié)構(gòu)本身就是造型,；換句話說,，不符合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的美就在于其“力”與“形”的完美結(jié)合,。 張拉膜結(jié)構(gòu)的基本組成單元通常有：膜材,、索與支承結(jié)構(gòu)（桅桿、拱或其他剛性構(gòu)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”。膜材本身受壓不大,，抗彎也不是很好,，所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就必須引入適當?shù)念A張力。 此外,，要保證膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)為了減小結(jié)構(gòu)的變形就必須增加結(jié)構(gòu)的抗力；而膜結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)叫做懸掛膜結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)提供附加支撐,，從而保證不會因膜材的破損而造成支承結(jié)構(gòu)的倒塌,。
