膜結構介紹

膜結構（Membrane），又叫張拉膜結構（Tensioned Membrane structure），是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式，膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結構，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。

膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建筑結構形式，膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結構，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。

膜結構是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結構，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。膜結構可分為充氣膜結構和張拉膜結構兩大類。充氣膜結構是靠室內不斷充氣，使室內外產生一定壓力差（一般在10㎜～30㎜水柱之間）,室內外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力，從而實現較大的跨度。張拉摸結構則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型。

特點

建筑造型優美

膜結構建筑是21世紀最具代表性與充滿前途的建筑形式。它打破了純直線建筑風格的模式，以其獨有的優美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合，呈現給人以耳目一新的感覺，同時給建筑設計師提供了更大的想象和創造空間。

具有良好的環保性、透光性、自清潔性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂層、或二氧化鈦涂層，具有較好的隔熱效果，對太陽熱能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，傳熱13%，而透光率卻在20%以上，經過10年的太陽光直接照射，其輝度仍能保留70%。

覆蓋大跨度空間

膜結構中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結構高強度材料的采用，與受力體系簡潔合理——力大部分以軸力傳遞，故使膜結構適合跨越大空間而形成開闊的無柱大跨度結構體系。

防火性與抗震性

膜結構建筑所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高溫性，故能很好的滿足防火要求。由于結構自重輕，又為柔性結構且有較大變形能力，故抗震性能好。

工期短：膜材裁剪。拼合成型及骨架的鋼結構、鋼索均在工廠加工制作，現場只需組裝，施工簡便，故施工周期比傳統建筑短。

引用領域

體育設施膜結構   體育場、體育館、網球場、游泳館、健身中心、訓練中心等

商業設施膜結構   大型購物中心、游樂中心、酒店、餐廳、咖啡屋、商業街等

文化設施膜結構   展覽中心、大劇院、表演中心、水族館、動物園、植物園等

交通設施膜結構   公交站臺、候車長廊、停車場、天橋、加油站、收費站、飛機場、火車站等

景觀設施膜結構   標志性小品、廣場標識、小區景觀、小區入口、公園入口、小區長廊、戶外廣場步行街等

工業設施膜結構   工廠、倉庫、污水處理中心、物流中心、溫室等

醫療設施膜結構   門診大廳入口、門診部至住院部之間的長廊通道等

特性

膜結構作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨特的形態及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結構可以創造出傳統建筑體系無法實現的設計方案。

1、 輕質：張力結構自重小的原因在于它依靠預應力形態而非材料來保持結構的穩定性。從而使其自重比傳統建筑結構的小得多，但卻具有良好的穩定性。建筑師可以利用其輕質大跨的特點設計和組織結構細部構件，將其輕盈和穩定的結構特性有機地統一起來。

2、 透光性：透光性是現代膜結構最被廣泛認可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度，這對于建筑節能十分重要。對于一些要求光照多且亮度高的商業建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用，膜材透光性可為建筑設計提供更大的美學創作空間。夜晚，透光性將膜結構變成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基層纖維、涂層及其顏色所決定的。標準膜材的光譜透射比在10%~20%之間，有的膜材的光譜透射比可以達到40%，而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調節。
通過膜材和透光保溫材料的適當組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個百分點，膜屋面對于人眼來說依然是發亮和透光的，具有輕型屋面的觀感。

3、柔性：張拉膜結構不是剛性的，其在風荷載或雪荷載的作用下會產生變形。膜結構通過變形來適應外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小，直至能更有效抵抗該荷載。
張拉結構的靈活性使其可以產生很大的位移而不發生永久性變形。膜材的彈性性能和預應力水平決定了膜結構的變形和反應。適應自然的柔性特點可以激發人們的建筑設計靈感。
不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性極佳，不會因折疊而產生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實現可移動、可展開結構的基礎和前提。

4、雕塑感：張拉膜結構的獨特曲面外形使其具有強烈的雕塑感。膜面通過張力達到自平衡。負高斯膜面高低起伏具有的平衡感使體型較大的結構看上去像擺脫了重力的束縛般輕盈地飄浮于天地之間。無論室內還是室外這種雕塑般的質感都令人激動。
張拉膜結構可使建筑師設計出各種張力自平衡、復雜且生動的空間形式。在一天內隨著光線的變化，雕塑般的膜結構通過光與影而呈現出不同的形態。日出和日落時，低入射角度的光線將突現屋頂的曲率和浮雕效果，太陽位于遠地點時，膜結構的流線型邊界在地面上投入彎彎曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性，經過設計的人工燈光也可使膜結構成為光的雕塑。

5、 安全性：按照現有的各國規范和指南設計的的輕型張拉膜結構具有足夠的安全性。輕型結構在地震等水平荷載作用下能保持很好的穩定性。
由于輕型結構自重較輕，即使發生意外坍塌，其危險性也較傳統建筑結構小。膜結構發生撕裂時，若結構布置能保證桅桿、梁等剛性支承構件不發生坍塌，其危險性會更小。
膜結構的柔性使其在任一荷載作用下均以最有利的形態承載。當然，結構的布置和形狀要根據荷載情況來進行設計和調整。設計要確何膜面與其輔助結構協調工作，以避免力在膜面或輔助結