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膜结构设计

膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。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。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强主芤很差，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，因此膜曲面形状较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。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。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，因此要准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一确定索、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较不利荷载作用下应力不致减少到零，即不出现皱褶。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，膜材涂变加大，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。在许多---举办-、世博会的场馆建设中,膜结构以其绚丽的色极和丰富的造型赢得了人们关注、认同。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摸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较关键的一个问题。

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膜结构结构

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，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构---性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受---，且经济效益---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---，---且美观的造型外，也是较能展现膜结 构精神的构造形式. 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。广泛的适用地：膜建筑可广泛应用大型公共设施体育馆的屋顶系统、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---或景观性建筑小品等。

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，可得的空间，施工快捷，经济---，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。由膨化ptfe纤维织成的基布两面贴上氟树脂薄膜即得膨化ptfe建筑膜材。

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。

ptfe类膜材料

ptfe类膜材料商品名叫特氟隆(teflon),是在玻璃纤维布基上敷聚四---树脂(简写ptfe),树脂含量大于90%。ptfe膜的特征是耐久性、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---的工具与施工技术。目前膜结构除了用于体育馆、体育场等体育设施之外,还广泛应用于商业、教育、交通运输设施等。

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