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建筑膜结构的主要材料和性能

1、透光性:

半透明是膜结构显著的特征，与其它材料相比，无论是在美观上或是在操作上，都有显著的优越性；散射光线，消除眩光，能将光线广泛地漫射到其内部空间；材料内部涂层具有较高的反射率，能在夜间保持室内的照明效果；夜间逆光照射下表面发光；自然照明，节省能源。

2、能源节省:

膜结构外形美观，同时又为人们创造了自然光采光的环境，与玻璃材料相比，它大大减少了热量的传递，与不透光的材料相比，减少了室内照明用电，使用膜结构对能源问题的影响：在热带地区，减少了空调制冷用电量；在寒冷地区，增加了室内取暖设备的用电。

3、声学效果:

建筑声学主要是A、 排除外界噪声 B、吸收室内回音 膜结构的膜材料，能让室内0-60HZ的低频率噪音透过，较大面积和较高特殊需求的，可以采用专门的内膜材料，吸收噪声；当然，膜材料对外部噪音减少阻隔能力是有限的，因此当对外部隔噪声要求较高时，膜材料可能是不适合的。

4、防火:

膜材料完全满足防火规范的要求，因此在高度和间隙度允许下，膜结构适合于任何一种建筑，通常自动灭火系统对膜材料是适合的，防火设计时应从总体考虑。

膜结构是通过结构来表现造型，空间膜面在剖分成膜条时，要充分考虑膜条的边线即热合缝对美观的影响；同时膜材是正交异性材料，为使其受力性能佳，应保证织物的经、纬方向与曲面上的主应力方向尽可能一致；此外，用料省、缝线短，也是进行膜面剖分必须考虑的因素。

采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算，根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。

给定预应力分布的形状确定问题，预先假定膜结构中应力的分布情况，再根据受力合理或经济原则进行分析计算，得到膜的初始几何状态，几何边界条件的形状确定问题：预先确定膜结构的几何边界条件，然后计算分析预应力分布和空间形状。

应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进行，设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。

空间膜条展开成平面膜片，即将膜条的三维数据转化成相应的二维数据，采用几何方法，简单可行，但如果膜条本身是个不可展曲面，就得将膜条再剖分成多个单元，采用适当的方法将其展开，此展开过程是近似的，为保证相邻单元拼接协调，展开时要使得单元边长的变化为。

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

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

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

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：