膜结构知识介绍
膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式海口海洋世界入口膜结构 1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大,小规模的空间。青岛音乐广场 2.张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达到安定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式. 近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。3.充气式膜结构（Pneumatic Structure）充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑，可得到更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度，柔韧性好的薄膜材料，是由纤维编织成织物基材，在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料，中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维，而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂（PVC）,硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂（PTFE），在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。织物基材——抗拉强度，抗撕裂强度，耐热性，耐久性，防火性。涂层材——耐候性，防污性，加工性，耐水性，透光性。三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材，依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜，膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式，使用年限及预算等综合因素后决定。PVC膜（PVC-Coated Polyester）PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜，且具有材质柔软，易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层（聚氯乙烯）而成，一般建筑用的膜材，是在PVC 涂层材的表面处理上，涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic)，以改善防污性。但是，经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限，依使用环境不同在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性，近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层,以改善其耐侯性及防污性的膜材。PVDF 膜PVDF是二氟化树脂（Polyvinylidene Fluoride）的略称，在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较，耐用年限改善至7~10年左右。PVF膜PVF是一氟化树脂（Polyvinyl Fluoride）的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳，所以使用用途受到限制。PTFE膜（PTFE Coated Fiberglass）PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上，涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜最大的特微就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较，材料费与加工费高，且柔软性低，在施工上为避免玻璃纤维被折断，须有专用工具与施工技术。耐久性：涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定，不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后，不会引起强度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高，耐久性在25年以上。防污性：因涂层材为聚四氟乙烯树脂，表面摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。防火性：PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性，可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。四、工程应用体育设施—体育场馆、健身中心等交通设施—机场、火车站、公交车站、高速公路收费站、加油站等文化设施—展览/会议中心、剧场、博物馆、动物园、水族馆等观景设施—建筑入口、泳池小品、小区长廊、户外广场、
公园小品、标识性建筑等商业设施—购物中心、餐厅、步行街等工业设施—工厂、仓库、污水处理中心、物流中心、温室等
膜结构设计
用曲面有限单元建立的膜结构分析理论
膜结构的设计可分为三个步骤：
(1)找出一个初始平衡形状；
(2)各种荷载组合下的力学分析以保证安全；
(3)裁剪制作。发达国家从六十年代起开始提出多种计算方法，
到目前为止以有限元法为最先进、最普遍被采用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元，该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。
从以下分析可以看到，膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的，因为对于刚性壳体来说，这种平板单元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合，其单元刚阵可以由这两种单元刚阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的，只能靠薄膜曲面的曲率变化，从而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。如果还是采用这种只有平面内应力的板单元，则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响，这导致单元不包含z方向节点反力，就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响，使得各单元合并起来的总的平衡方程通过不断迭代能近似达到平衡，缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求，而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。
考虑到这些，我国膜结构技术人员在国际上首次采用曲面膜单元，应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率，非线性部分仍然保留z向位移的影响项。这样无论是每个单元还是各单元合并后的平衡方程都能很容易满足，迭代次数大为减少，而变形结果也更符合真实情况。而且由于单元内各点应力都不相同，据此判断皱折是否出现会更为精确。最后求出的每个单元的曲率和扭率对于判断初始找形的正误和优劣以及裁剪下料都能提供很多非常有用的信息。
用曲面有限单元建立的膜结构找形及内力计算方法极小曲面具有非常完美的表面形状和应力状态，是膜结构最合理的理想初始状态。所谓极小曲面是指在给定边界条件下面积最小的曲面。在这个曲面上任意一点的应力都相等。发达国家从六十年代起开始对膜结构找形提出多种计算方法，如物理模型法,力密度法,
动力松驰法等，到目前为止以有限元法为最先进、最普遍采用的方法。不仅国内，迄今国外的计算理论也都是以平面膜单元作为膜结构的计算模型。该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的，其缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求，而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。其后果就是在后面要进行的内力计算时，代入真实材料常数后，由于前面找形得到的极小曲面与实际可能存在的膜结构形状的差距在视觉上可能不大，但对计算来说却是不能忽视的，因此计算很容易发散或出现皱折。这也是前面其他方法的共同缺点，他们往往把这一连贯的过程区分成理想化的找形和实际验算两个阶段，也就不能保证找出的形状都能用真实的膜材建成等应力极小曲面。
膜结构应用
膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、能易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、人口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
膜结构建筑形式的分类：
从结构上分可分为：骨架式膜结构，张拉式膜结构，充气式膜结构3种形式
1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架，在其上方张拉膜材的构造形式,下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯,开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大,小规模的空间。
2.张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）
以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式. 近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求]高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构（Pneumatic Structure）
充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑，可得更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
现今，城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中，在我们的城市中充当着不可或缺的角色：
体育设施：体育场/体育馆/网球场/游泳馆/训练中心/健身中心等
商业设施：商场/游乐中心/酒店/餐厅/商业街等
文化设施：展览中心/剧院/表演中心/水族馆等
交通设施：飞机场/火车站/码头/停车场/天桥/加油站/收费站等
景观设施：标志性小品/广场标识/小区景观/步行街等
工业设施：工厂/仓库/污水处理中心/物流中心/温室等
空间膜简介
膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure），是以建筑织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构件或拉索共同组成的结构体系，它以其新颖独特的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层，配以优质的PVC组成的具有稳定的形状，并可承受一定载荷的建筑纺织品。它的寿命因不同的表面涂层而异，一般可达成12—50年。
膜结构建筑的特点及应用领域：
膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化，结合整体环境，建造出标志性的形象工程。
艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件清晰受力之美。
经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度：膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。
自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。膜建筑可广泛应用于大型公共设施：体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等，又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
膜结构设计
上传日期:2006-8-22 23:12:57
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商业设施7
上传日期:2007-6-1 14:17:44
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商业设施19
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索具
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索具
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膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure），是以建筑织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构件或拉索共同组成的结构体系，它以其新颖独特的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层，配以优质的PVC组成的具有稳定的形状，并可承受一定载荷的建筑纺织品。它的寿命因不同的表面涂层而异，一般可达成12—50年。膜结构建筑的特点及应用领域：
膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑
学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等
为一体，具有很高技术含量。其曲面可以随着建筑师
的设计需要任意变化，结合整体环境，建造出标志性的形象工程。
艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件清晰受力之美。
经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度：膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。
自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。膜建筑可广泛应用于大型公共设施：体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等，又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
用曲面有限单元建立的膜结构分析理论
膜结构的设计可分为三个步骤：
(1)找出一个初始平衡形状；
(2)各种荷载组合下的力学分析以保证安全；
(3)裁剪制作。
发达国家从六十年代起开始提出多种计算方法，到目前为止以有限元法为最先进、最普遍被采用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单元，该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。
从以下分析可以看到，膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的，因为对于刚性壳体来说，这种平板单元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合，其单元刚阵可以由这两种单元刚阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的，只能靠薄膜曲面的曲率变化，从而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。如果还是采用这种只有平面内应力的板单元，则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响，这导致单元不包含z方向节点反力，就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非线性部分考虑了z向位移的影响，使得各单元合并起来的总的平衡方程通过不断迭代能近似达到平衡，缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求，而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。
考虑到这些，我国膜结构技术人员在国际上首次采用曲面膜单元，应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率，非线性部分仍然保留z向位移的影响项。这样无论是每个单元还是各单元合并后的平衡方程都能很容易满足，迭代次数大为减少，而变形结果也更符合真实情况。而且由于单元内各点应力都不相同，据此判断皱折是否出现会更为精确。最后求出的每个单元的曲率和扭率对于判断初始找形的正误和优劣以及裁剪下料都能提供很多非常有用的信息。
用曲面有限单元建立的膜结构找形及内力计算方法极小曲面具有非常完美的表面形状和应力状态，是膜结构最合理的理想初始状态。所谓极小曲面是指在给定边界条件下面积最小的曲面。在这个曲面上任意一点的应力都相等。
发达国家从六十年代起开始对膜结构找形提出多种计算方法，如物理模型法,力密度法,动力松驰法等，到目前为止以有限元法为最先进、最普遍采用的方法。不仅国内，迄今国外的计算理论也都是以平面膜单元作为膜结构的计算模型。该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。膜结构作为只能抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的，其缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求，而实际情况是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。其后果就是在后面要进行的内力计算时，代入真实材料常数后，由于前面找形得到的极小曲面与实际可能存在的膜结构形状的差距在视觉上可能不大，但对计算来说却是不能忽视的，因此计算很容易发散或出现皱折。这也是前面其他方法的共同缺点，他们往往把这一连贯的过程区分成理想化的找形和实际验算两个阶段，也就不能保证找出的形状都能用真实的膜材建成等应力极小曲面。
膜结构的裁剪制作方法
1．裁剪方法简介
膜结构的裁剪拼接过程无论如何都是会有误差的，这是因为首先用平面膜片拼成空间曲面就一定会有误差，其次膜布是各向异性非线性材料，在把它张拉成曲率变化多端的空间形状时，不可避免的会与初始设计形状有出入。迄今为止，已建立了很多种方法来处理这一问题。很难评价哪个方法的精确度一定就高，但还是有几个标准可以用来判断这些裁剪方法是否实用。那就是可靠性、灵活性和完成时间。
2．膜结构交互式裁剪过程
裁剪缝的布置
布置膜结构表面裁剪缝时要考虑以下几个因素:
1）表面曲率
以前的裁剪方法都无法给出曲面任一点处的曲率。而本软件因为采用的是曲面膜单元，所以可以得到每个单元的曲率。如果相邻单元曲率相差很大，说明在这个位置，曲面扭曲的很严重，如果裁剪缝在此处不切断重新开始，那么裁剪膜块的边界在此处就会有很大的弧形。从相邻单元曲率的变化趋势，可以判断出测地线的大致走向。
2）膜材料的幅宽
找形分析过程中的平面网格划分时，就要考虑到膜材料的幅宽。尽量使一块膜布中包含的膜单元是完整的，否则还要通过插值计算确定膜块边界点的位置。
3）边界的走向
如果边界比较平直，可以考虑用一个膜块的长边作为这条边界。否则只能用多个膜块的短边拼接成这条边界。
4）美观
因为膜材料具有透光性，实际结构中可以清楚地看见焊缝，所以裁剪缝的布置一定要规则、合理，最好能形成一些漂亮的图案以增加结构的美感。如果膜表面设置有压索或脊索，那么最好使裁剪缝与压索或脊索重合，使索不至于打乱焊缝的图案布置。
膜结构在中国的应用 80年代末期，我国学者开始关注国际上膜结构的发展;1994年，我国 第一个膜结构专业公司成立，此后，膜结构在我国迅速应用起来;1995年，在北京顺义建成的北京顺义武警招待所游泳馆充气膜结构是目前我国能见到的为数不多的充气膜结构;1997年建造的上海八万人体育场是由64榀径向悬挑桁架和环向次桁架组成的空间结构作为骨架，屋面共有57个由8根拉索和一根立柱覆以膜材组成的伞状单体，膜的覆盖面积2.89万平方米。 虽然上海八万人体育场是由太阳工业集团建造的，但这是我国首次将膜结构大面积应用到永 久建筑上。膜结构在中国的发展随着膜结构的广泛应用，在膜结构工程中膜屋盖和膜体破裂、膜面污迹严重、皱泽褶明显、节点严重锈蚀、粗制滥造现象严重。基于以上背景，2001年，中国钢结构协会空间结构分会与中国建筑科学研究院牵头，组织有关专家编写了膜结构 技术规程。2002年12月，中国钢结构协会空间结构分会膜结构专业委员会成立，至此，我 国的膜结构行业步入规范、有序的管理状态。2004年8月1日《膜结构技术规程》正式颁布 实施。至今，在我国建成的膜结构工程已近200余项，膜结构企业也发展到近百家。新素材 为膜结构添彩膜材的基层基本是由玻璃纤维或聚酯纤维组成，面层大多用聚**乙烯、特**隆、硅铜构成。进入90年代以来，人们把光触媒具有分解有机物的功能应用到膜材料上。据北京太阳鹰技术开发有限公司总经理林果儿介绍，当紫外线照射到二氧化钛光触媒的涂层时，附 着在膜材表面上的有机物将被氧化分解，其具有的超亲水性极易被雨水冲刷，从而发挥出光 触媒涂层膜材料的自洁性能和不易污染的特性。除此外，光触媒涂层的膜材料还能起到净化 发生在膜表面上的有害物质的作用。| 膜结构停车棚是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的 著光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜 照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。停车场的规划和建设成为现代城市规划的重 要组成部分变的越来越重要。膜结构轻巧、别致的造型在停车场及候车厅的建设中担当了重 要角色除了满足防风雨、防日晒等基本功能外并有较好的标识招揽效果展现了人们个性化的 一面。膜结构车棚特点:车棚材料选用了进口结构建筑材料。车棚骨架，表面处理采用进口 船用底漆，炳烯酸聚氨酯面漆。 1. 耐用:由于高强度的膜材出现，再加上张拉技术的应用， 使膜结构车棚抵御风雨的能力是一般雨蓬之类不可比拟的。有的车棚采用永久性膜材，可使 用三、四十年。特别是遇到剧烈的暴风雨天气，膜结构建筑巍然不动，毫发不损。 2. 艺术性:除了一般雨蓬不可比拟的实用、耐用、遮风挡雨的功能外，膜结构雨蓬更是一座雕塑，一件 艺术品，给人美的视觉享受。其柔美，其曲线，其刚柔并济，其丰富造型，其洁白无瑕，让 人眼前一亮，回味悠长。 3. 经济性:研究表明，长期露天停放的车辆，性能损耗速度比车棚 内停放车辆快一倍。而采用膜结构雨蓬更能真正呵护您的爱车减缓您爱车的老化速度。从经 济角度来说，投入不多却大大延长您座骑的寿命。 4.透光性:透光性能好(透光率20%)。在阳 光下曝晒不会产生黄变、雾化、透光不佳。 5.耐候性:表面有防紫外线的共挤层，可防止太阳 紫外线引起的树脂疲劳变黄。表面共挤层具有化学吸收紫外线并转化为可见光。对植物光合 作用有良好的稳定效果(极适合保护各类车、贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏)。 6. 抗冲击性:建筑膜才的冲击强度是普通玻璃的250-300倍，是亚克力的板材的20-30倍，是钢 化玻璃的2倍，几乎没有断裂的危险性，有"不破玻璃"和"响钢"之美称。 7.阻燃性:据国家 GB8624-97测试属阻燃B1级，无火滴，无毒气。 8.耐温性:在摄氏族-40.C至+120.C温度范围内不会引起变形等品质劣化。 9.轻便性:重量轻，绝对保证棚下人和物的安全。 10.隔音性:隔 音效果佳。膜结构车棚作用:具有遮阳、挡雨、实用、美观的作用。膜结构车棚适用范围:社
膜材料制作加工工艺及其流程 1、膜材料制作加工流程 1.1、膜结构应根据建造物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及对膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。 材料验收→放样→复核→裁剪→排版→搭接→角、顶→边→检验→清洗→包装。 1.2、应根据建筑防火等级和防火要求来选择膜材。 1.3、膜片连接处应保持高度水密性，应进行了抗剥离测试。膜片宜呈瓦状排列，由高处膜片盖住低处膜片。 1.4、膜结构在裁剪中必须考虑预张拉应力的影响，根据膜材的应变关系确定膜片的收缩量，对膜片的尺寸进行调整。 1.5、裁剪缝的应考虑膜材力学性能的正交各向异性，宜使结构主应力方向与织物纤维向
一致。 1.6、膜结构的连接节点包括膜片与膜片连接节点和膜面与支承结构连接节点。根据支承体系的不同，可分为膜面与柔性支承结构节点和膜面与刚性支承结构节点。接照所处部位不同，可分为中间节点和边界节点。 1.7、膜结构的连接构造应考虑结构的形状、荷载、制造、安装等条件，使结构安全、可靠、确保力的传递，并能适应可能的位移和转动。 1.8、膜面与支承结构连接节点必须具有足够的强度和刚度，不得先于连接的构件和膜材而破坏，也不应产生影响受力性能的变形。 1.9、膜片连接处应保持高度水密性，应进行抗剥离测试，并应防止织物磨损、撕裂。连接处的金属构件应有防止腐蚀的措施。连接构件造应充分考虑膜材蠕变的影响。 2、膜片连接的构造原则 2.1、膜片之间可用热融合、缝合或机械连接，如图： (a)热融合 (b)缝合 (c)机械连接 2.2、膜片连接处的膜材强度，应由制作单位工艺保证。当工程需要时，应由试验验证。 2.3、膜片与膜片之间的接缝位置应依据建筑要求、结构要求、经济要求等因素综合确定。 2.4、膜面的拼接纹路应根据膜材主要受力经纬方向合理安排，宜采用纬向拼接、经向拼接和树状拼接三种方法。 2.5、屋面膜片宜反搭接，搭接接缝应考虑防水要求，见图：
膜结构的节点和相关结构设计 武岳胥传喜 （哈尔滨工业大学）（RIGHT TECH(S) PTE LTD） 提要: 介绍了膜结构节点设计的一般原则，给出了一些典型的节点连接做法，并介绍了膜结构中常见支承结构和基础结构的形式，着重阐述了桅杆和锚碇系统的设计要点。 关键词：张拉结构节点支承结构锚碇系统 Connection Detailing, Mast and Anchor Design for Tensile Membrane Structure Wu Yue Xu Chuanxi （Harbin Institute of Technology）（RIGHT TECH(S) PTE LTD） Abstract Connection detailing and calculation is the substantial part of membrane design. In this paper, some principles of detailing were discussed, and some typical details were introduced. Moreover, this paper also introduces some principles for supporting structures and foundation design with a focus on the design methodology of mast and tension anchors. Key words tensile structure, connection, supporting structure, tension anchor 在膜结构系统中，除了膜和索构件以外，还有支承结构（如桅杆、框架等）和基础结构（包括锚碇系统）。这些结构元素通过节点的有效连接，共同维持整个系统的平衡与稳定。节点的构造设计是膜结构设计中的一个重要环节。节点设计是否得当，不仅关系到加工制造难易和施工安装能否顺利进行（例如节点的调节量不足就可能会导致结构局部安装不到位或出现较多褶皱）、影响节点的耐久性和美观程度，还关系到结构的整体性和可靠度。从国内外已发生的一些膜结构破坏工程实例来看，节点构造措施不当导致膜材撕裂，是引发工程事故的主要原因之一。 1. 节点设计的一般原则 膜结构节点具有传递荷载、将结构构件连成整体和提供初始预张力施加点等作用；在进行节点设计时，应综合考虑结构、构造、施工张拉等方面的要求，既要遵循普通钢结构节点设计的一般原则，又要考虑到结构形式和所用材料的具体特点。节点设计要遵循以下一般原则： （1）结构强度要求 节点连接件本身应具有足够的强度、刚度和稳定性，以保证其在各种工况下均能可靠地传递荷载，不先于主体材料和构件破坏。 （2）对结构大变形的适应能力 膜结构在风荷载作用下易产生较大的变形和振动，节点和连接应具有一定的灵活性和自由度，以释放由于大变形所引发的附加应力作用。
国外经典索膜结构建筑 国外大型膜结构建筑通常是由索膜及索网结构搭配构造，这种结构在体育场上的应用非常普遍，另外还经常应用于车站屋顶或商业娱乐中心设施上。世界上第一个索网结构建于1951年，是美国MatthewNowiski和FredSeverud共同设计的RaleighArena(雷里活动中心)，索网为双曲抛物面。FredSeverud的学生FREIOtto在此基础上，提出物理模型法的找形理论，并应用于膜结构。1967年，蒙特利尔展览会西德馆首次将索网结构与膜结构结合起来，被业界认为是索膜结构在大跨度建筑结构领域应用的里程碑。 此后，索膜结构开始广泛应用于大跨度建筑结构，典型的国外工程实例有沙特阿拉伯吉达国际航空港、美国圣地亚哥会议中心、美国丹佛国际机场等。下面为收集整理的一些国外知名膜结构建筑，供爱好者阅读。 1.德国汉堡网球场 德国汉堡网球场膜结构展开面积约10000平方米，采用PVC(PVDF面层)膜材。屋顶是可开合式膜结构，这种屋顶能确保在任何季节举行网球比赛，避免重要赛事因天气原因中断或延迟。 2.英国泰晤士河千年穹顶 千年穹顶1999年底建成，其造型很奇特，它有12根穿出屋面高达100米的桅杆，屋盖采用圆球形的张力膜结构。膜面支承在72根幅射状的钢索上，远远望去像一个白色的大帐篷。
3.美国丹佛国际机场候机大厅 美国丹佛国际机场的特别之处在于屋顶用特殊布料覆盖及采用张拉结构的设计，令人联想到冬天受冰雪覆盖的落矶山脉。 4.2005年日本爱知世博会膜结构建筑超过50万平方米，其中日本国家馆代表着当时膜结 构的最尖端水平。 5.Khan Shatyr娱乐中心 Khan Shatyr娱乐中心150米高的悬索帐篷是世界上最高的拉力结构，也是这座中亚城市的最高建筑。用EFTE材料制作的穹顶覆盖了10万平方米的面积，包括一座公园、一座水上公园和一座上部平台以及无数娱乐休闲和零售设施等。
索膜结构规范 Prepared on 22 November 2020
第一章总则 一、为了在膜结构的设计与施工中，做到安全可靠、技术先进、经济合理，根据我公司多 年来设计、施工经验及技术经济的发展要求，特制定本规程。 二、本规程适用于一般永久性、临时性民用建筑屋盖及构筑物，除开合式和充气膜结构之 外的膜结构设计、施工与验收。 三、对超过本规程规定的建筑膜结构参照使用本规程时，除应进行充分的可行性规范、规 程或标准的规定。对超过本规程规定的膜材、配件等应参照相关的规定进行试验。四、设计膜结构时，必须根据设计条件进行计算分析，严禁盲目套用其他膜结构的设计或 计算结果。 五、膜结构的设计、施工和验收，除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规 定。 第二章术语和符号 第一节术语 一、膜材membranematerial 由高强度的织物基材和聚合物涂层构成的复合材料。涂层对基材起保护作用，并形成 膜材料的密封性能。 二、膜片membranesheet 膜材的裁剪片。 三、膜体membranefield 由膜片连接加工而成的膜区域。 四、膜面membranesurface 张拉并安装就位于支承结构上的膜体。 五、膜结构membranestructure 由膜面和支承结构共同组成的属于建筑物或构筑物的一部分或整个结构称为膜结构。 六、充气膜结构air-supportedmembranestructure 利用充气方式使膜面内外产生压力差，从而保持稳定的膜面形态的膜结构。 七、开合式膜结构retractablemembranestructure 利用机械方式使膜在开启和闭合的膜结构。 八、张力膜结构tensilemembranestructure 由膜面与索通过施加预张力形成具有一定刚度的稳定曲面，从而能够承受一定外荷载
膜结构介绍 一种适合建筑的新材料的出现，必然引建筑结构的革命，如历史上的混凝土和钢材，70年代以来，以欧美为中心发展起来的新型织物膜材，也是如此，用这种优良的织物，辅以柔性或钢性支撑，可绷成一个曲率互反，有一定刚度和张力的结构体系。这种全新的建筑结构形式，集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体，具有以下优秀的特点： 1、造型的艺术性。它既能充分发挥建筑师的想象力，又能体现结构构件清晰受力之类。 2、良好的自洁性。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。 3、施工的快捷性。膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，现场只进行半成品组装，因此施工简便快捷，施工周期短。 4、较好的经济性。由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，因而比较节约能源，降低了长期使用费用，同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。 5、 结构自重轻，非常适合于建造大跨度空间结构。 膜结构的分类 膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构（Tension/Suspension membrane structure）、骨架式膜结构（Frame membrane strcture，Cable dome membrane structure）、组合式膜结构（Compound membrane structure）等几大类。 充气式膜结构张拉式膜结构
骨架式膜结构组合式膜结构 膜 应 用 领 域： ★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。 ★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店（挑檐）等。 ★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。 ★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。 ★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。 ★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。 与膜结合的结构大约有下述几类: 纯钢拱形结构 采用传统的梁柱系统，屋顶为圆拱式，柱梁间距一般为8m左右。 混凝土结构主体加钢拱 以上两种最简单的膜结构，依平面的形状，如方形、菱形等，可有许多变化，拱的间距依使用的膜材强度、设计荷载、风力等确定。 混凝土主体结构加钢索 脊素为上弯，位于膜布下面，谷索为下弯，位于膜上面。两种钢索的弯向相反张拉后造成相反方向的垂直力，使膜市受到垂直方向的张力，膜布中水平方向的张力直接张拉形成。 混凝土主体结构加钢柱 张拉式帐篷膜结构 大型（跨度在200m以上）气撑式膜结构 用扁钢作的钢索加上膜布，可以做成大跨度的巨型屋顶。这种建筑，结构简单，施工方便，经济效益高，无需维修。但因需常年维持封闭，进出较不便，现己不再新建，但仍不失为一种好的结构形式。由于膜结构需要精确的设计及剪裁，以达到理想的效果，大卫、盖格和哥伦比亚大学的同僚迈克、马克麦克和约塞夫、赖特共同开发了非线性钢索计算程式，为气撑式大型膜屋顶工程设计奠定了基础。自1973年至1978年，在世界各地一连建造了12座气撑式膜结构大型室内体育馆，与同时期落成的其他球场比较，这些膜结构的体育馆不但价格便宜，而且施工快。面积40000m2的银顶球场的屋顶只用了11.5个月即全部完成。为世界最大之室内体育馆。
膜结构工程 施 工 组 织 设 计 编制单位： xxxxxxxxx 编制： 审核： 日期 :
目录 第一章施工方案 第一节 : 编制依据 第二节 : 工程概况 第三节 :施工段及施工区划分 第四节针对该工程的特点和难点分析及解决措施 第五节 :总体施工方案概述 第六节：施工前准备工作 第七节：钢膜结构施工步骤 第八节：钢结构及膜项目施工方法 第二章工程质量 第一节 : 设计控制 第二节 : 文件和资料管理 第三节 : 采购质量控制及物品发放 第四节 :质量控制 第五节：安全生产、文明施工与环境保护 第六节 :雨天施工 第三章施工进度计划 第一节 : 工期计划 第二节 : 施工现场组织机构 第四章其他附表 表一 : 拟投入的主要施工机械设备表 表二 : 劳动力投入计划表 表三 : 施工总平面布置图及临时用地表 表四：施工进度表
第一章施工方案 第一节编制依据： 1、根据业主所提供的膜结构方案图纸； 2、国家标准《建筑施工安全检查评分标准》（JGJ59-99）； 3、建设部标准《建筑工程施工现场供用电安全规范》 （GB50194-93）； 4、建设部标准《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-91）。 第二节工程概况 本膜结构工程位于株洲市国税局门球场；施工内容：根据业主所提供的膜结构方案图纸进行深化设计并施工。根据工程使用年限，以及设计要求，我公司采用国外进口PTFE 膜材料，正常使用寿 命35 年左右，该材料自洁性好，具有阻燃、抗拉等特点，技术指数 达到本工程要求。 第三节施工段及施工部署 本工程施工地点位于株洲市国税局门球场，施工现场其它设施 已全部完工 ,要严格保护好以完工产品，因此,要划分施工区 ,在项目部
膜结构设计规范 I、膜结构之类别 膜结构之造型类别可分为以下四类： 1．骨架式膜结构：此类膜结构是固定在精致钢材、空间桁架或其他坚固的构架上，称之为骨架式膜结构。 2．张力式膜结构：仅利用简单的支撑系统及膜素材自身的张力特性，构成此类膜结构。3．气充式膜结构：充气在由膜结构所构成之封闭区间内，随着气压升高所产生之力量，可使膜结构支撑在所须之位置，并提供膜结构所须之张力及对抗载重和外力。 4．开启式膜结构：在张力式膜结构和气充式膜结构中，被允许局部或全部是可开启的，此类为可开启式膜结构。 II、材质 1．膜素材材质可分为三大类： （1）类型A：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PTFE，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。 （2）类型B：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PVC，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。 d．膜素材应提供防火之处理。 （3）类型C：此材质是指以聚脂树脂、人造纤维…等或其他类似之材质为其素材，而表面处理为PVC或其他类似之原料，且其品质之要求如下： a．玻璃纤维单位重量应大于100g/m2。 b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。 c．膜素材之厚度应高于0.5mm。 d．膜素材应通过JISA 1322之自然试验第二级。 2．膜素材之张力应满足下列六项条件： （1）其张力应大于20kg/cm，在经向（warp）和纬向（weft）的张力差应低于20％。（2）张力强度之测试应遵照JISL1096的标准，且特别著重于长条测试，且膜测试之样本应超过5件，取其张力测试之平均值。 （3）在张力测试时，其伸长量（破坏实验）应低于35％。 （4）在撕力测试时，其测试宽度为10mm，其撕力大小应高于10kg以及张力之大小之
膜结构是什么材料 膜结构的材料分很多种，常见的膜材； 1.ETFE建筑膜材由ETFE（乙烯-四氟乙烯共聚物）生料直接制成。 2.PTFE膜材是在超细玻璃纤维织物上涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。 3.PVC建筑膜材其基材为聚酯类、聚酰胺类的纤维织物。涂层主要为聚氯乙烯类（PVC）树脂，面层用聚偏氟乙烯树脂（PVF）、聚二氟乙烯树脂（PVDF）、聚丙烯树脂（ACRYLIC）、硅树脂等。 4.TENARA 膜材·TENARA 膜材基层其实是PTFE。与PTFE涂层膜材相比，TENARA 膜材更薄、更柔软，强度更高，透光率更是高达40%。 5.玻纤合成橡胶建筑膜材，如其名.合成橡胶韧性好，对阳光、臭氧、热老化稳定，具有突出的耐磨损性、耐化学性和阻燃性，可达到半透明状态。膜材的使用寿命可长达10~15年 河南国星膜结构有限公司是一家专业从事钢结构膜结构、张拉膜、景观膜、建筑膜、索膜结构、膜结构等设计，开发、加工制造、施工安装、维护于一体的高新技术企业。我们拥有众多较早从事膜结构行业的工程设计和制作安装的高素质人才，并与国内多家著名院校建立紧密的合作关系。专业核心员工十余人，组成一批经验丰富的专业设计监管队伍和独立的施工管理队伍，并迅速吸收国内、外先进的膜结构设计、制作、施工经验，引进了国际先进的FORTEN32、ANSYS、3D3S等专业设计软件进行膜结构的建模、找形分析、荷载分析及裁剪软件，并不断对膜材的加工制作、膜结构的安装工艺进行研究与开发，确保了我们的设计、加工、安装技术的不断创新、积累、成熟。并以科学的管理、严谨的设计、的制
作安装、严格的质量检测、良好的后期服务成就我们的信誉，为客户提供优质膜结构工程项目全套服务。国星真诚期待与您的合作，为您的建筑项目锦上添花。
重庆·三江原生态文化城—演艺中心舞台雨棚钢膜结构工程 施工组织设计 徐州鹏程钢结构工程有限公司 二○一八年四月三日
目录 一、编制说明………………………………………………………………… 二、工程概况………………………………………………………………… 三、施工布置………………………………………………………………… 四、施工准备工作…………………………………………………………… 五、施工方案………………………………………………………………… 六、质量保证计划…………………………………………………………… 七、安全技术措施…………………………………………………………… 八、工程相关技术标准与规范………………………………………………
一、编制说明 本工程位于重庆·三江原生态文化城演艺中心,本施工组织设计选择钢柱支撑及张拉膜结构复合体系方案，对土建基础以上膜结构工程安装、施工部分进行施工组织安排和指导。 二、工程概况 1、施工现场情况 工程地址：西藏昌都市 2、工程概况 本工程工作量较大，制作精度要求严格，整体结构要求悦目、精美，表面涂装严格。本项目总建筑面积为6692.2平方米，舞台采用管桁架膜结构体系，屋面结构由PTFE膜材覆盖：膜结构屋面投影面积6692.22㎡. 2.1钢管、钢板材质为Q345B; 2.2焊接材料为手工电弧焊焊条：E4315/E5016系列焊条，气体保护电弧焊焊丝：ER50-6。 三、施工布置 1、工程进度控制计划（见表1） 2、现场施工人力资源计划及组织机构设置（见表2）
工程进度计划表（按全部工程编制） 专业知识整理分享
安阳膜结构建筑的设计方案 膜结构的设计，主要包括体形设计、找形分析、荷载分析、裁剪分析等四大要素。 第一、通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。 第二、找形分析又称为初始形态分析，主要内容是寻找并确定一个满足膜内力平衡条件同时又接近设计者预想造型的曲面。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强度也很差，因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预张应力来提高，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。目前膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法、以及有限单元法等。 第三、膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大，且随着形状的改变，荷载分布也在改变，因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是确定索膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少，这就要求施加初始张应力的程度要满足在不利荷载作用下应力不致减少到零，即不出现皱褶。 第四、剪裁分析就是在预应力状态下的曲面形体上寻求合理的裁剪线位置及其分布，然后按照一定的方法将三维曲面展开为二维平面。因为膜材料比较轻柔，自振频率很低，在风荷载作用下极易产生风振，导致膜材料破坏，如果初始预应力施加过高，膜材徐变加大，易老化且强度储备少，对受力构件强度要求也高，增加施工安装难度。
因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的膜结构通常为三维不可展空间曲面，如何通过二维材料的裁剪，张拉形成所需要的三维空间曲面，是整个膜结构工程中最关键的一个问题。 河南景天膜结构工程有限公司，是一家从事膜结构车棚、空间膜结构、张拉膜结构、索膜结构、膜结构停车棚、景观膜结构、体育场膜结构、收费站膜结构、看台膜结构、加油站膜结构、游泳池膜结构等膜结构的设计、制作、安装。公司注重产品质量，价格厚道，服务客户。凭借景天公司的诚信及公司全体员工不懈的努力，我公司工程业绩遍布各地，赢得了良好的口碑。我们专业的品质，专注的精神，使河南景天膜结构工程有限使公司将继续创造高质量的膜结构产品，并期待在创新的道路上与您一路前行。
芷峪澜湾花园商业西入口广场景观膜结构工程 膜结构工程 施 工 组 织 设 计 编制： 审核： 批准： 深圳市大兴钢膜结构建筑工程有限公司 二O一三年十月 目录 第一章、编制依据 (3) 第二章、现场平面布置及管理……………………………………… 第三章、劳动力安排、材料供应计划、施工机械使用计划……… 第四章、施工进度计划及工期保证措施…………………………… 第五章、施工方案和施工方法……………………………………… 第六章、本工程重点、难点及保证措施…………………………… 第七章、深化设计方案……………………………………………… 第八章、质量管理……………………………………………………
第九章、安全生产、文明施工、环境保护保证措施、交通组织 措施、雨季、台风和夏季高温季节的施工保证措施…… 第一章编制依据 一.依据招标单位所颁发的招标文件、答疑纪要、设计资料及设计图纸要求。 二.依据国家现行的有关设计及施工规范 1.《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205—2001）； 2.《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）（J218-2002）； 3.《钢结构工程质量检验评定标准》（GB50221-95）； 4.《钢结构设计规范》）（GBJ50017）； 5.《建筑结构荷载规范》（GBJ50009）； 6.《建筑抗震设计规范》（GBJ50011）； 7.《网架结构设计及施工规程》（JGJ11-89）； 8.《钢结构、管道涂装技术规程》（YB5/T9256-96）； 2.9《膜结构技术规程》（CECS 158：2004）； 10.《建设工程项目管理规范》（GB/T50326-2001）； 11.《施工组织设计编写规范》（深圳市标准）； 12. 索制作与安装应符合钢丝绳标准（GB/T8918-1996）； 13. 螺丝符合相关国家规范（GB/T1229~1231）及（GB/T3632~3633）的规定； 14.沧州市政府“浄、畅、宁”工程文明施工的措施要求。 三.工程概况 1、工程概况 本工程位于中国广东省深圳市观澜芷峪澜湾花园商业西入口广场内，建筑面积约为542平方米，膜展开面积229平方米。由4根钢管主立柱及方通结构拼接而成，表面为张拉膜结构。 工程的主要特点是膜结构安装难度大，安全生产将成为本工程的重点，另外本工程钢结构对膜结构安装制约条件高，钢结构的空间尺寸准确性将直接影响膜结构的安装效果。所有工作面均为高空作业、平均高度达12米。 2、主要特点 本工程膜结构工程的特点及难点：
膜结构的发展历史 世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特·勃德（W.Bird），这是一座直径为15m的充气穹顶。1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆（137m×78m 卵形），以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。而70年代初美国盖格尔-勃格公司 （Geiger-Berger Associates）开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆（Teflon）膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。 之后，用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中，如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”（椭圆形220×159m），1988年建成的日本东京体育馆（室内净面积4，6767㎡）。 张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托（F.Otto），他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25m左右，用于联合公园多功能展厅。由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力，以抵抗外部荷载的作用，因此在一定初始条件（边界条件和应力条件）下，其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题，都需要有计算来确定，所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法的提出。 目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善，人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形，并能计算任一点的应力状态，使找形（初始形状分析）、裁剪和受力分析集成一体化，使得膜结构的设计大为简便，它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力，而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力，完全可以避免各种不利荷载式况产生的不测后果。 因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。而特氟隆膜摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。比较著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等。 张拉膜结构的特征 张拉膜结构作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。恰由于此，用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。 轻质：张拉膜结构自重小的原因在于它依靠预应力形态而非材料来保持结构的稳定性。从而使其自重比传统建筑结构的小得多，但却具有良好的稳定性。建筑师可以利用其轻质大跨的特点设计和组织结构细部构件，将其轻盈和稳定的结构特性有机地统一起来。 透光性：透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材的透光性可以为建筑提供所需的照度，这对于建筑节能十分重要。对于一些要求光照多且亮度高的商业建筑等尤为重要。通过自然采光与人工采光的综合利用，膜材透光性可为建筑设计提供更大的美学创作空间。夜晚，透光性可将膜结构变成了光的雕塑。 膜材透光性是由它的基层纤维、涂层及其颜色所决定的。标准膜材的光谱透射比在10%~20%之间，有的膜材的光谱透射比可以达到40%，而有的膜材则是不透光的。膜材的透光性及对光色的选择可以通过涂层的颜色或是面层颜色来调节。
膜结构：钢构造检测常识 景观膜结构友情导读：一、钢构造中所用的构件普通是由钢厂批量出产，并需有及格证实，因而资料的强度及化学成分是有优越包管的。工程检测的重点在于装置、拼接进程中发生的质量问题。钢构造工程中首要的检测内容有： 构件尺寸及平坦度的检测； 构件外表缺陷的检测； 衔接(焊接、螺栓衔接)的检测； 钢材锈蚀检测； 防火涂层厚度检测。 假如钢材无出厂及格证实，或对其质量有疑心，则应添加钢材的力学功能实验，需要时再检测其化学成分。 二、钢构造各检测标准的使用局限常识 三、构件尺寸及平坦度的检测 每个尺寸在构件的3个部位量测，取3处的均匀值作为该尺寸的代表值。钢构件的尺寸偏向应以设计图纸规则的尺寸为基准核算尺寸偏向；偏向的答应值应契合其产物规范的要求。 梁和桁架构件的变形有平面内的垂直变形和平面外的侧向变形，因而要检测两个偏向的平直度。柱的变形首要有柱身倾斜与挠曲。反省时可先目测，发现有异常状况或疑点时,对梁、桁架可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线，然后测量各点的垂度与偏向；对柱的倾斜可用经纬仪或铅垂测量。柱挠曲可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线测量。 四、构件外表缺陷的检测——磁粉探伤 膜结构车棚友情导读：1、磁粉探伤的根本道理 外加磁场对工件(只能是铁磁性资料)进行磁化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，则它各部位的磁特征根本一致，而存在裂纹、气孔或非金属物夹渣等缺陷时，因为它们会在工件上形成气隙或不导磁的间隙，使缺陷部位的磁阻大大添加，工件内磁力线的正常传达遭到阻隔，依据磁延续性道理，这时磁化场的磁力线就被逼改动途径而逸上班件，并在工件外表构成漏磁场。 漏磁场的强度首要取决磁化场的强度和缺陷关于磁化场垂直截面的影响水平。应用磁粉就可以将漏磁场赐与显示或测量出来，然后剖析判别出缺陷的存在与否及其地位和巨细。 将铁磁性资料的粉未撒在工件上，在有漏磁场的地位磁粉就被吸附，然后构成显示缺陷外形的磁痕，能比拟直观地检出缺陷。这种办法是使用最早、最广的一种无损检测办法。 磁粉普通用工业纯铁或氧化铁制造，凡间用四氧化三铁(Fe3O4)制成纤细颗粒的粉末作为磁粉。磁粉可分为荧光磁粉和非荧光磁粉两大类，荧光磁粉是在通俗磁粉的颗粒表面面涂上了一层荧光物质，使它在紫外线的照耀下能宣布荧光，首要的效果是进步了比照度，便于察看。磁粉检测又分干法和湿法两种：
膜结构的介绍及应用 膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。 一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式 1.骨架式膜结构（FrameSupportedStructure）以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大,小规模的空间。 2.张拉式膜结构（TensionSuspensionStructure）以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达到安定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式.近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。 3.充气式膜结构（PneumaticStructure）充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑，可得到更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。 二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度，柔韧性好的薄膜材料，是由纤维编织成织物基材，在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料，中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维，而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂（PVC）,硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂（PTFE），在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。织物基材——抗拉强度，抗撕裂强度，耐热性，耐久性，防火性。涂层材——耐候性，防污性，加工性，耐水性，透光性。 三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材，依涂层材不同大致可分为PVC 膜与PTEF膜，膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式，使用年限及预算等综合因素后决定。 PVC膜（PVC-CoatedPolyester）PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜，且具有材质柔软，易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层（聚氯乙烯）而成，一般建筑用的膜材，是在PVC涂层材的表面处理上，涂以数micron厚的压克力树脂(acrylic)，以改善防污性。但是，经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限，依使用环境不同在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性，
国家体育场
国家体育场（National Stadium）位于北京奥林匹克公园中心区南部，为2008年第29届奥林匹克运动会的主体育场。工程总占地面积21公顷，建筑面积258,000m2。场内观众坐席约为91000个，其中临时坐席约11000个。举行奥运会、残奥会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。奥运会后将成为北京市民广泛参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，并成为具有地标性的体育建筑和奥运遗产。国家体育场工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限100年，耐火等级为一级，抗震设防烈度8度，地下工程防水等级1级。工程主体建筑呈空间马国家体育场工程作为国家标志性建筑，2008年奥运会
主体育场，其结构特点十分显著，国家体育场结构复杂。体育场呈鞍椭圆形，南北长333m、东西宽294m的，高69m。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构，钢结构总用钢量为4.2t，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下1层，地上7层的钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构，即固定于钢结构上弦之间的透明的上层ETFE膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层PTFE声学吊顶。
竣工的北京奥运会场馆“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材，是目前国内最大的ETFE膜材结构建筑，膜材采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构，外层用ETFE防雨雪防紫外线，内层用PTFE达到保温、防结露、隔音和光效的目的。“水立方”采用双层ETFE充气膜结构，共1437块气枕，每一块都好像一个“水泡泡”，气枕可以通过控制充气量的多少，对遮光度和透光性进行调节，有效地利用自然光，节省能源，并且具有良好的保温隔热、消除回声，为运动员和观众提供温馨，安逸的环境。
膜结构工程验收标准 一、膜结构制作、安装分项工程应按具体情况划分为一个或若干个检验批, 按本章的规定进行工程质量验收。与膜结构制作、安装相关的钢结构分项工程的验收, 应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规划》GB 50205执行。其它相关分项工程的验收, 应按有关的施工质量验收标准执行。 一、膜结构制作、安装分项工程应按具体情况划分为一个或若干个检验批, 按本章的规定进行工程质量验收。与膜结构制作、安装相关的钢结构分项工程的验收, 应按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规划》GB 50205执行。其它相关分项工程的验收, 应按有关的施工质量验收标准执行。 二、膜结构的支承结构和各项连接构造应符合以下标准: 1、保证连接的安全、合理、美观。 2、连接件应具有足够的强度、刚度和耐久性, 应不先于所连接的膜材、拉索或钢构件破坏, 并不产生影响结构受力性能的变形。连接处的膜材应不先于其它部位的膜材破坏。 3、连接件应传力可靠, 并减少连接处应力集中。 4、节点构造应符合计算假定。应考虑节点构造偏心对拉索、膜材产生的影响, 施加预张力的方式、结构安装允许偏差, 以及进行二次张拉的可能性。 5、在膜材连接处应保持高度水密性, 应采取一定的构造措施防止膜材磨损和撕裂。 6、对金属连接件应采用可靠的防腐蚀措施。 7、在支承构件与膜材的连接处不得有毛刺、尖角、尖点。 三、膜面外观应全面进行检查。膜面排水坡度、排水槽、天沟、檐口等做法应符合设计要求。表面应无积水坑, 可采用自然或人工淋水试验检查排水是否顺畅。 四、膜面外观应全面进行检查。膜面应无时显污渍、串色现象, 无破损、划伤, 无明量褶皱。 五、工程完工后宜检查膜面的张力值是否符合设计和预张力。 六、膜结构工程验收时, 应具备下列文件和记录, 并经检查符合相关规定的质量要求: 1、膜结构( 含钢、索结构) 施工图、竣工图、设计变更文件; 2、技术交底记录、施工组织设计; 3、膜材、钢材、索及其材料的产品质量保证书和检测报告; 4、膜单元、钢构件、索和其它部件制作过程的质量检验记录; 5、膜单元安装和施加预张力过程的质量检验记录; 6 专业操作人员上岗证书; 7、其它有关文件和记录。 七、空气支承膜结构在验收前应进行充气系统测试。经测试应确认; 气流损失不大于设计值; 最大静内压不大于最大工作内压设计值; 压力控制系统按设计运行。有条件时, 尚可进行除雪系统和紧急后备系统的测试。 八、空气支承膜结构工程验收时, 除第六条所规定的文件外, 尚应提供下列文件; 设计条件说明; 充气设备的合格证明; 结构在常规和紧急情况下的操作和维护手册。 九、膜结构工程检验批准的施工质量验收, 当符合下列各项规定时, 应判定为合格: 1、有关分项工程的施工质量, 按本规程第一条的规定验收合格; 2、膜结构的支承结构和连接构造符合本规程第二条规定; 3、工程排水、防水功能的检验结果符合本规程第三条的规定; 4、工程观感质量的检验结果符合本规程第四条的规定;
膜结构的三大分类与膜结构车棚的十大特点 从结构形式上膜结构建筑可简单地概括为充气式、骨架式和张拉式三大类口。 1.充气式膜结构（Air Supported Membrane Structure） 充气式膜结构是依靠膜曲面内外气压差来维持膜曲面的形状。这种索膜建筑历史较长，但因在使用功能上明显的局限性（如形象单一、空间要求气闭等），使其应用面较窄；但充气式索膜体系造价较低，施工速度快，在特定的条件下又有明显优势。1970年日本大阪万国博览会的美国馆，采用的就是这种结构，它标志着膜结构的开始。 2.骨架式膜结构（Framework Membrane Structure） 骨架式索膜建筑常在某些特定的建筑中被采用，是由于其结构形式本身的局限性（骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，使膜体强度高的特点发挥不足等）；而骨架形式与张拉形式的结合运用，常可取得更富于变化的建筑效果。骨架式索膜体系建筑表现含蓄，结构性能有一定的局限性，造价低于张拉式体系。1996年亚特兰大奥运会主体育馆（佐治亚穹顶）为这类结构的典型工程。 3.张拉式索膜结构（Tensioned Cable-Membrane Structure） 张拉式索膜建筑可谓索膜建筑的精华和代表。张拉索膜结构中膜曲面通过预应力维持自身形状，膜既是建筑物的圈护体又作为结构来抵抗外部荷载效应。由于其建筑形象的可塑性和结构形式的高度灵活性和适应性，该结构形式的应用极其广泛。张拉式索膜结构又可分为索网式、脊谷式等。这种体系富于表现力，结构性能强，但造价稍高，施工精度要求也高。这类工程最典型的是美国丹佛机场候机大楼。 膜结构车棚的十大特点 1.耐用：由于高强度的膜材出现，再加上张拉技术的应用，使膜结构车棚抵御风雨的能力是一般雨蓬之类不可比拟的。有的车棚采用永久性膜材，可使用三、四十年。特别是遇到剧烈的暴风雨天气，膜结构建筑巍然不动，毫发不损。 2.艺术性：除了一般雨蓬不可比拟的实用、耐用、遮风挡雨的功能外，膜结构雨蓬更是一座雕塑，一件艺术品，给人美的视觉享受。其柔美，其曲线，其刚柔并济，其丰富造型，其洁白无瑕，让人眼前一亮，回味悠长。 3.经济性：研究表明，长期露天停放的车辆，性能损耗速度比车棚内停放车辆快一倍。而采用膜结构雨蓬更能真正呵护您的爱车,减缓您爱车的老化速度。从经济角度来说，投入不多却大大延长您座骑的寿命。 4.透光性：透光性能好（透光率20%）。在阳光下曝晒不会产生黄变、雾化、透光不佳。