膜结构也称织物结构,是20世纪中叶发展起来的一种新型空间结构形式,它以性能优良柔软织物为材料,又膜内空气压力支持膜面,或利用柔性钢索或刚性支持结构使膜面产生一定的预张力,从而形成的具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。  

   膜结构的起源可追溯到远古时代人们利用牛皮或布料制作的帐篷结构。但是长期以来由于技术原因,这种结构发展并不快。1970尼恩日本大阪世界博览会,由美国工程师盖格尔设计的美国馆,其屋顶采用空气支撑膜结构,平面尺度达到83.5m*142m,采用以聚氯乙烯即PVC涂层的玻璃纤维织物建造。通常被认为是第一个现代意义上的大跨度膜结构

   虽然现代膜结构出现仅有几十年时间,但发展迅速。膜结构公司即可将其应用于大型大跨度的公共建筑,如体育场馆,机场大厅、展览中心、购物中心、也适用于规模较小而造型各异的休闲景观设施、膜结构建筑小品等。

膜结构的特点

与传统结构建筑相比,膜结构有以下几个优点:

1) 膜结构重量轻,可以支持跨度大,而且其抗震能力较好,不易被破坏。

2)膜结构建筑造型外观自由度较大。造型丰富多彩,可为建造师提供较大的想象创作空间。

3)膜结构透光性强,白天经过太阳光的自然照射,几乎无需人工采光,节约能耗,晚上散发出引人注目的景观色彩。

4)膜结构自洁性能强,具有良好的非粘着性,大气中的灰尘及赃物不易附着,表面灰尘也会也会被雨水冲刷干净。

5)膜结构设计及膜结构施工方便,施工程序简单,施工周期短,竣工周期短。

当然,膜结构也有一定的不足,如膜结构建筑的耐久性、保温隔热性以及隔音效果都不及传统建筑。

膜结构的设计与计算

   膜结构设计计算与传统结构有明显区别。平面膜材通过裁剪构成空间曲面后,再施加初始预张力才能使膜结构获得刚度,从而承受外荷载。故膜结构设计计算包括初始心态分析、荷载效应分析与裁剪分析。

膜结构连接构造及制作、安装与验收

   膜材连接的常用方法有焊接、缝合、粘合或螺栓连接。膜材与支撑结构之间的连接,如膜材与钢索可采用单边或双边连接,膜材与刚性边缘构件如混泥土、钢构件之间,可采用夹合连接。膜结构应由专业化工厂在特定环境下的制作,并由专业人员按照国家及行业规定进行安装与验收。

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