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1.膜结构的定义
膜结构也称为织物结构，是世纪中叶发 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，由膜内空气压力支撑 膜面，或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜 面产生一定的预张力，从而形成具有一定刚 度、能够覆盖大空间的结构体系。
膜结构的起源可追溯至远古时代人们利用牛皮或布等制作的 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年日本大阪世界博览会，由美国工程师盖格尔 (David Geiger) 设计的美国馆，其屋顶采用空气支撑膜结构，平面尺寸达到83.5 m×142 m，采用以聚氯乙烯(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。
4）透光性。膜材具有良好的透光性，透光率约47%~16% 。白天阳光形成自然
漫射，几乎无需人工采光，节约能耗，而晚上室内灯光透过膜面而给夜空增 添梦幻般的夜景。
5）自洁性。膜材的表面涂层、特别是聚四氟乙烯涂层，具有良好的非粘着性，
大气中的灰尘及脏物不易附着，表面灰尘也会被雨水冲刷干净，常年使用后 仍能保持外观洁净与室内美观。
1）力学性能。中等强度的PVC膜，厚度仅0.61 mm，但它的拉伸强度相当于钢
材的一半。中等强度的PTFE膜，厚度仅0.8 mm，但它的拉伸强度已达到钢材 的水平。膜材的弹性模量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。
2）光学性能。膜材料可滤除掉大部分紫外线，防止内部物品褪色。其对自然
光的透射率可达225%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩 光，具有良好的显色性，夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结 构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。
2）聚酯类（Polyester）。又称为涤纶，抗拉力较尼龙稍差，但其具 有良好的耐久性、抗紫外线性能。
6.膜结构建筑案例
国家游泳中心（俗称“水立方”）位于北京奥林匹克 公园内，2008年北京奥运会标志性建筑物之一。“水立 方”是世界上最大的膜结构工程，建筑外围采用世界上 最先进的环保节能ETFE(四氟乙烯)膜材料。
的差别约为后者的。可以轻易地跨越较大的跨度，且单位面积的自重与造价 未明显增加。由于自重轻，膜结构建筑具有良好的抗震性能。
2）建筑造型自由丰富。膜结构建筑造型丰富多彩、新颖独特，富有时代气息，
可为建筑师提供较大的想象和创作空间。
3）施工方便。膜材料的裁剪、熔接等工作主要在工厂完成，现场主要是将膜
成品张拉就位安装。与传统建筑相比，施工程序简单，施工周期大为缩短。
骨架支撑膜结构是指以刚性结构通常为钢结构为承重骨架、 并在骨架上敷设张紧的膜材的结构形式。刚性骨架是主要受力 体系，膜材仅作为围护结构，故设计、制作比较简单，工程造 价相对较低。但未发挥出膜材料本身的结构承载力，跨度也受 支撑骨架的限制。
4.膜材料的物理性能
膜材属于柔性极大的高分子化学建材，其物理性能也与一般传统建材有很大差别。
虽然现代膜结构出现仅有几十年时间，但发展迅速。既可应 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、建筑 小品等。
2.膜结构的特点
与传统结构相比，膜结构有以下几个特点：
1）自重轻、跨度大、抗震性能好。薄膜结构与传统结构相比自重有数量级
当前常用的膜材料一般由两部分组成：基材编织物
和涂层。
涂层
其材料的强度和弹性性能主要取决于基材，而进一步的性 能，如防火、防水、抗紫外线侵蚀以及对机械、化学等因素 的不敏感性，都必须依靠涂层来加强。
基材
基材基本上为一种织布，织布是由纤维构成。基材的选择是保 证膜结构品质的关键。
常用的建筑膜材按基材可分为两类。一类是以聚酯织物为基 材，表面进PVC涂层的产品，另一类是以玻璃纤维织物为基材、 表面进行聚四氟乙烯涂层的产品．
建筑一样，膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如：内部加 挂保温层，运用空调采暖设备等。
6）自洁性能。膜材经过特殊表面处理如加 TiO2涂层(TiO2涂层的膜材具有很好
的自洁性能），雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自然清洗。
5.膜材料
以高强纤维织物为骨架材料、表面涂覆高 性能涂层材料，并具有良好的阻燃．耐老 化．抗风雪载及自洁性能，可广泛用作展览， 体育，交通、休闲等建筑物的屋顶材料并承载 应力的新一代复合材料，人们称之为现代建筑 膜结构材料。
前者一般用于使用年限在15年以下的幅时性或半永久性建筑， 后者常用于永久性建筑。
1）尼龙(Nylon)。其耐磨性和强度较高，抗拉力较聚酯类好，但其 刚度较低，使得在载重情况下可能造成皱褶的概率大为升高，易 受湿度变化的影响，使得在裁剪前后产生误差。另外，易受紫 线影响而逐渐失去抗拉力。若温度较高，可能发生氧化而变黄、 变脆。
除了以上优点，膜结构也有一定的不足。如耐久性、保温隔热 性能以及隔音效果都不及传统的砖石、钢筋混凝土等材料，仍有 待研究。
3.膜结构的分类
根据不同的支撑方式，通常将膜结构分为空气支撑式、张拉 式及骨架支撑膜结构大类。
空气支撑式膜结构
空气支撑膜结构是利用薄膜内外的空气压差来稳定膜面以承 受外荷载。又可分为气承式和气囊式两类。气承式是通过压力 控制系统向建筑物室内充气，使室内外保持一定的压力差，膜 体产生一定的预张力从而保证体系的刚度。气囊式是向单个膜 构件通常为管状构件内充气，使其保持足够的内压。由多个膜 结构进行组合形成一定形状的整体结构。
3）声学性能。一般膜结构对于的低频几乎是通透的，对于有特殊吸音要求的
膜结构可以采用360 Hz具有吸声装置的膜材料。
4）防火性能。如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越
的阻燃和耐高温性能，达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
5）保温性能。单层膜材料的保温性能与砖墙相同，优于玻璃。同其他材料的
张拉式膜结构
张拉式膜结构是由索网结构发展而来的，依靠薄 膜自身的预张应力与拉索、支柱共同作用构成的结 构体系。张拉式膜结构中，薄膜材料既承载结构， 又起到围护功能，充分发挥了膜材的结构功能。结 构造型也较为丰富，可以说是最具创意的膜结构形 式。但对施工精度要求较高，工程造价相对较高。
骨架支撑膜结构