体育场馆之张拉膜结构的简单介绍

　　张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure)，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。

　　膜材分类：

　　目前建筑膜材广泛认可的标准是日本JISA-93所规定的A、B、C三类，是根据其防火性能的优劣来划分的。

　　A类：A类最好，以玻璃纤维织物为基材涂PTFE而成;

　　B类：B类次之，以玻璃纤维织物为基材涂PVC而成;

　　C类：C类是三类中最次的，以聚酯(涤纶)织物为基材涂PVC而成。按涂层材料分，有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡胶等。

　　膜结构特点：

　　1、轻质：张力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。

　　2、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，透光性将膜结构变成了光的雕塑。

　　3、柔性：张拉膜结构不是刚性的，其在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形。膜结构通过变形来适应外荷载，在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小，直至能更有效抵抗该荷载。

　　4、 雕塑感：张拉膜结构的独特曲面外形使其具有强烈的雕塑感。膜面通过张力达到自平衡。负高斯膜面高低起伏具有的平衡感使体型较大的结构看上去像摆脱了重力的束缚般轻盈地飘浮于天地之间。无论室内还是室外这种雕塑般的质感都令人激动。

　　5、安全性：按照现有的各国规范和指南设计的的轻型张拉膜结构具有足够的安全性。轻型结构在地震等水平荷载作用下能保持很好的稳定性。

　　膜结构设计内容：

　　1、初始态分析：确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面，并能够抵抗各种可能的 荷载工况;这是一个反复修正的过程。

　　2、荷载态分析：张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的1/5，混凝土结构的1/40;因此膜结构对地震力有良好的适应性，而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少，故对膜结构的设计通常采用安全系数法。

　　3、主要结构构件尺寸的确定，及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时，应注意不同设计方法间的系数转换。

　　4、连接设计：包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

　　5、剪裁设计：这一过程应具备必要的试验数据，包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值(应通过双轴拉伸试验确定)。

　　膜结构应用：

　　文化设施：展览中心、剧场、会议厅、博物馆、植物园、水族馆等。

　　体育设施：体育场、体育馆、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。

　　商业设施：商场、购物中心、酒店、餐厅、商店门头(挑檐)、商业街等。

　　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、标志性小品、步行街、停车场等。

　　相关文章：

　　《体育场馆之充气结构的简单介绍》

　　http://www.chinaispo.com.cn/lecture/rudiments/1154.html