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(biāo)志明確。因而近來(lái)年,，這類建筑越來(lái)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(fēng)荷載作用下均能保持材料的力學(xué)形態(tài)穩(wěn)定不變,。建成於1973年的美國(guó)加州La Verne大學(xué)的學(xué)生活動(dòng)中心是已有23年歷史的張拉膜結(jié)構(gòu)建筑．跟蹤測(cè)試與材料的加載與加速氣候變化的試驗(yàn)，證明它的膜材料的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)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(xué)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(fù)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(yīng)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(gè)節(jié)點(diǎn)上只連接一個(gè)壓桿,。 Tensegrity是美國(guó)建筑師 R.B.Fuller首先提出的一種結(jié)構(gòu)思想,，他認(rèn)為宇宙的運(yùn)行就是按照張拉整體的原理進(jìn)行的，即萬(wàn)有引力是一個(gè)平衡的張力網(wǎng),，各個(gè)星球是這個(gè)網(wǎng)中的一個(gè)個(gè)獨(dú)立的孤立點(diǎn),。這種結(jié)構(gòu)體系中的索網(wǎng)就相當(dāng)於宇宙中的萬(wàn)有引力，獨(dú)立的受壓桿件相當(dāng)於宇宙中的星球,。概念設(shè)計(jì)編輯簡(jiǎn)述 只有正確表達(dá)結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才有強(qiáng)大的說(shuō)服力與表現(xiàn)力”這句話揭示了張拉膜結(jié)構(gòu)的精髓,。對(duì)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(shuō)，不符合結(jié)構(gòu)的造型是不可能的,，因?yàn)槟菢拥谋∧げ皇秋h動(dòng)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(rèn)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(dāng)?shù)念A(yù)張力,。 此外，要保證膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個(gè)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(lái)分散荷載，從而獲得最小內(nèi)力增長(zhǎng)的,。 當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近出現(xiàn)變形時(shí),，可產(chǎn)生兩種回復(fù)力：一個(gè)是由幾何變形引起的；另一個(gè)是由材料應(yīng)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(gè)膜片具有良好的剛度,，就應(yīng)盡量形成負(fù)高斯曲面，即沿對(duì)角方向分別形成“高點(diǎn)”和“低點(diǎn)”,。“高點(diǎn)”通常是由桅桿來(lái)提供的,，也許是由于這個(gè)原因,，有些文獻(xiàn)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(zhǎng)度，使薄膜表面更易形成較大的曲率,。 有文獻(xiàn)指出,，膜材的自由支承長(zhǎng)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(gè)重要作用就是對(duì)桅桿等支承結(jié)構(gòu)提供附加支撐，從而保證不會(huì)因膜材的破損而造成支承結(jié)構(gòu)的倒塌,。

　　膜結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來(lái)的一種新型建筑結(jié)構(gòu)類型,，它打破了純直線建筑風(fēng)格的模式，以其的優(yōu)美曲面造型,，簡(jiǎn)潔,、明快、剛與柔,、力與美的組合,，給人耳目一新的感覺，同時(shí)給建筑設(shè)計(jì)師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間,。膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)烈的時(shí)代感和代表性,，是集建筑學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué),、精細(xì)化工,、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體的多學(xué)科交叉應(yīng)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(shè)計(jì)需要任意變化。結(jié)合整體環(huán)境,，建造出標(biāo)志性的形象工程,，并且實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,。既可應(yīng)用了大型公共設(shè)施,，如體育場(chǎng)館的屋頂系統(tǒng),、機(jī)場(chǎng)大廳、展覽中心,、購(gòu)物中心,、停車場(chǎng)、站臺(tái)設(shè)施等,。又可應(yīng)用于休閑設(shè)施,、工業(yè)設(shè)施、入口廊道以及標(biāo)志性或景觀性的建筑,、小品等,。由于膜材的光透性，白天陽(yáng)光可以透過膜材形成慢射光,，使膜覆蓋空間內(nèi)達(dá)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(dú)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。

　�,、陛p質(zhì)：張力結(jié)構(gòu)自重小的原因在于它依靠預(yù)應(yīng)力形態(tài)而非材料來(lái)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(diǎn)設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)件,，將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)。

　�,、餐腹庑裕和腹庑允乾F(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)最被廣泛認(rèn)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(duì)于建筑節(jié)能十分重要,。對(duì)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(shè)計(jì)提供更大的美學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)到40%,，而有的膜材則是不透光的,。膜材的透光性及對(duì)光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來(lái)調(diào)節(jié)。

　　通過膜材和透光保溫材料的適當(dāng)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(gè)百分點(diǎn),，膜屋面對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感,。

　�,、橙嵝裕簭埨�膜結(jié)構(gòu)不是剛性的，其在風(fēng)荷載或雪荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生變形,。膜結(jié)構(gòu)通過變形來(lái)適應(yīng)外荷載,，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會(huì)減小，直至能更有效抵抗該荷載,。

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　　膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)編輯一、膜結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法,，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算,。 二、膜結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級(jí),、使用年限,、使用功能、結(jié)構(gòu)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(jìn)行膜材選用。 三,、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)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(jìn)行,。 四、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括形狀設(shè)計(jì),、荷載分析,、裁剪設(shè)計(jì)、配件設(shè)計(jì),、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),。 五、對(duì)膜結(jié)構(gòu)的形狀設(shè)計(jì),、荷載分析,、裁剪設(shè)計(jì)，應(yīng)在考慮施工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì),。 六,、膜材只能承受拉力，不能承受壓力和彎矩,。 七,、膜面的主應(yīng)力應(yīng)小于膜材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,，在荷載長(zhǎng)期作用下，最小主應(yīng)力應(yīng)大于等于維持其初始平衡形狀的應(yīng)力值,。 八,、膜結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮膜材的松弛,、徐變,、老化。 九,、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),，應(yīng)考慮使用階段膜材替換對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響。 十,、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮膜材破壞時(shí),，支承結(jié)構(gòu)仍應(yīng)保持自身的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性,。膜材分類編輯膜材分類目前建筑膜材廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)是日本JISA-93所規(guī)定的A,、B、C三類,，是根據(jù)其防火性能的優(yōu)劣來(lái)劃分的,。A類A類，以玻璃纖維織物為基材涂PTFE而成,；B類B類次之,，以玻璃纖維織物為基材涂PVC而成；C類C類是三類中最次的,，以聚酯（滌綸）織物為基材涂PVC而成,。按涂層材料分，有聚四（PTFE）,、聚偏（PVDF）,、聚（PVF）、聚（PVC）,、聚氨酯（PU）,、橡膠等。PTFE建筑膜材PTFE膜材是在超細(xì)玻璃纖維織物上涂以聚四樹脂而成的材料,。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的，但柔韌性差，施工較困難,，成本也十分驚人,。一些公司共同開發(fā)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,，使性的PTFE膜正式誕生。此后性膜結(jié)構(gòu)正式在美國(guó)風(fēng)行,，許多學(xué)者對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究,。20年后跟蹤檢測(cè)結(jié)果表明，這種膜材的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)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(xué)物質(zhì)微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水沖刷建筑膜可恢復(fù)其原有的清潔面層與透光性,，這足以顯示出PTFE膜材的強(qiáng)大生命力和廣闊的市場(chǎng)前景。 目前國(guó)外對(duì)這種膜材的開發(fā)和應(yīng)用比較成熟,，生產(chǎn)廠家也很多,。玻纖PVC建筑膜材這種膜材開發(fā)和應(yīng)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(diǎn)上的厚度不能少于0.2mm,，一般涂層不會(huì)太厚,，達(dá)到使用要求即可。為提高PVC本身耐老化性能,，涂層時(shí)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(duì)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(lái)防止表面發(fā)粘和沾污,。玻纖有機(jī)硅樹脂建筑膜材有機(jī)硅樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫、拒水,、抗氧化等特點(diǎn),，該膜材具有高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，另外還具有良好的透光性,。Vestar膜材就采用這種樹脂對(duì)玻璃纖維布涂覆而制成的,，目前這種膜材應(yīng)用的不多，生產(chǎn)廠家也較少,。