1、膜結(jié)構(gòu)介紹：

膜結(jié)構(gòu)是一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式，是由多種高強(qiáng)薄膜材料通過一定方式產(chǎn)生某種空間形狀， 并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式而構(gòu)成的穩(wěn)定的承力體系。膜只能承受拉力而不能受壓和彎曲，其曲面穩(wěn)定性是依膜結(jié)構(gòu)建筑可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類。

膜結(jié)構(gòu)建筑是21世紀(jì)最具代表性的建筑形式。是由多種高強(qiáng)薄膜材料(PVC或Teflon)及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結(jié)構(gòu)，并能承受-定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式，打破了純直線建筑風(fēng)格的模式。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(-般在10 mm-30m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，以其獨(dú)有的優(yōu)美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合。

膜結(jié)構(gòu)建筑作為-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)建筑可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設(shè)計方案，同時給建筑設(shè)計師提供了更大的想象。靠互反向的曲率來保障，因此需制作成凹凸的空間曲面，故習(xí)慣上又稱空間膜結(jié)構(gòu)。

2、使用膜結(jié)構(gòu)的好處：

一、經(jīng)濟(jì)

膜結(jié)構(gòu)建筑的整個造價僅為傳統(tǒng)建筑的1/3至1/2，張拉結(jié)構(gòu)的造價是根據(jù)不同的跨度和設(shè)計方案之間存在較大的差異，但和傳統(tǒng)建筑方式相比，價格效益比都極為明顯。同時，因為膜材具有一定的透光率，在白天也可減少照明強(qiáng)度與時間，可很好地節(jié)約能源，在夜間彩燈透射所形成的絢爛景觀也可達(dá)到一個很好的觀賞效果。

二、工期短

在膜結(jié)構(gòu)建筑工程中的所有的加工、制作都均在工廠內(nèi)完成，以此減少現(xiàn)場施工時間，避免出現(xiàn)施工交叉。和傳統(tǒng)建筑方式相比，膜結(jié)構(gòu)建筑的施工周期至少可以縮短一半，一般項目在兩個月內(nèi)就可竣工，而且在施工期間不影響其他任何工程的施工進(jìn)度。

三、跨度大

膜結(jié)構(gòu)建筑中所使用的膜材料很輕，基本每平方米的重量在1公斤左右，因此膜結(jié)構(gòu)從根本上克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)在大跨度建筑上， 因為沒有支撐點(diǎn)而遇到的困難，并可創(chuàng)造開闊、無遮擋的可視空間，有效增加了整個的空間使用面積。

四、造型獨(dú)特

膜結(jié)構(gòu)的運(yùn)用范圍不僅只限于體育、展覽建筑，還向房屋和景觀建筑等各個方面進(jìn)行擴(kuò)展。其實膜結(jié)構(gòu)工程規(guī)?？纱罂尚?，有街頭小品，也有候機(jī)大廳、體育場等。而使用壽命也可長可短，可以是臨時性的展篷，也可以是長達(dá)30年以上的長期建筑。其色彩可素也可花，膜材料其實就像布一樣，我們可將它染成各種花色，尤其是膜材料中的半透明性能，使夜空中的膜建筑在燈光的照射下，會呈現(xiàn)出夢幻般的色彩。

五、自潔性

膜結(jié)構(gòu)建筑中都所采用了具有防護(hù)涂層的膜材料，所以具有良好的一個自潔效果，可利用雨水的自然沖刷來進(jìn)行建筑物的外觀清潔，與此同時也確保了建筑的使用壽命。另外，膜結(jié)構(gòu)還具有方便運(yùn)輸、容易更新及不容易積雪等的優(yōu)點(diǎn)。

3、膜結(jié)構(gòu)的使用缺點(diǎn)：

一、耐久性差。一般的膜材使用壽命為15～25年，與傳統(tǒng)的混凝土及鋼材相比有較大的差距，與“百年大計”的設(shè)計理念不同。

二、隔熱性差。如果強(qiáng)調(diào)透光性，只能用單層膜，隔熱性就差，因而冬天冷、夏天熱，需要空調(diào)。

三、隔音效果較差。單層膜結(jié)構(gòu)只能用于隔音要求不高的建筑。

四、抵抗局部荷載能力差。屋面會在局部荷載作用下形成局部凹陷，造成雨水或雪的淤積，使屋蓋在淤積處的荷載增加，可能導(dǎo)致屋蓋撕裂(帳蓬結(jié)構(gòu))或翻轉(zhuǎn)(充氣結(jié)構(gòu))。

五、充氣結(jié)構(gòu)還需要不停地送風(fēng)，因此維護(hù)和管理特別重要。另外。氣承式充氣結(jié)構(gòu)必須是密閉的空間，不宜開窗。

六、環(huán)保問題。使用的膜材都是不可再生的，一旦達(dá)到使用年限，拆除的膜材便成為城市垃圾而無法處置，正在研制開發(fā)膜材的可回收利用，并已取得了一定的進(jìn)展。

4、膜結(jié)構(gòu)分類：

一、凈跨度結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是篷布由框架拱梁上的凹槽繃緊,篷面下面有一個寬敞的空間,沒有支桿和其他支撐器材。使用時另設(shè)置門戶、地板、隔熱層、電力設(shè)施、采暖、通風(fēng)、空調(diào)等。該結(jié)構(gòu)使用壽命長,在工業(yè)、商貿(mào)上應(yīng)用很多。篷面材料多為PVC聚酯涂層織物。

二、牽拉結(jié)構(gòu)

牽拉結(jié)構(gòu)需要一個較小,但很結(jié)實的支撐系統(tǒng)。篷面建筑常用金屬支架牽拉纜繩,木制或金屬框架來支撐織物。因為織物承受絕大部分負(fù)荷,所以織物處于繃緊狀態(tài)。牽拉結(jié)構(gòu)的篷面是曲線形的,也可以根據(jù)需要設(shè)計成各種形態(tài),但基礎(chǔ)建筑單元形狀一般是雙曲拋物面和雙曲面(如圖2所示)。牽拉結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于能建造大跨度建筑,這是大型公共場所、體育館、展覽廳、材料設(shè)備庫房所需要的。

三、骨架式結(jié)構(gòu)

以鋼構(gòu)或是集成材構(gòu)成的屋頂骨架，在其上方張拉膜材的構(gòu)造形式，下部支撐結(jié)構(gòu)安定性高，以為屋頂造型會比較單純，開口部不容易受限制，經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，骨架式結(jié)構(gòu)中的膜面僅僅去到對框架結(jié)構(gòu)的維護(hù)作用，框架結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)，也可以是各類索結(jié)構(gòu)，因此廣泛適用于任何大小規(guī)模的空間。

四、充氣式結(jié)構(gòu)

充氣式膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定于屋頂結(jié)構(gòu)周邊，依靠曲面內(nèi)外起亞差來維持膜曲面的形狀，利用送風(fēng)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，充氣式膜結(jié)構(gòu)是在膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成的室內(nèi)沖入空氣，保持室內(nèi)的空氣壓力始終大于室外的空氣壓力，由此使膜材料出于張力狀態(tài)來抵抗荷載及外力的構(gòu)造形式，及鋼索作為輔助材料，無需要任何梁和柱子支撐，可得到更大的空間。

五、張拉式結(jié)構(gòu)

是通過邊界條件給膜材施加一定預(yù)張應(yīng)力，膜既是建筑的圍護(hù)體又作為結(jié)構(gòu)以抵抗外部負(fù)荷的作用，因此在一定的初始條件下，形狀的確定，在外荷載作用下膜中應(yīng)力分布與變形以及怎樣用二維的膜材料來模擬三維空間等一系列的復(fù)雜問題，都需要通過計算來確定，張拉膜結(jié)構(gòu)因為施工精度要求非常高，結(jié)構(gòu)性能強(qiáng)，并且有豐富的表現(xiàn)力，所以造價高于骨架式膜。