浅谈膜结构在大跨度建筑物上的应

用

    摘 要：膜结构是近些年发展起来用于建筑的结构，本文主要从膜结构的特点出发，探讨
其在大跨度建筑物上的应用。

 

　　关键词：膜结构

 大跨度建筑物 应用 

　　膜结构是空间结构中最新发展起来的一种类型，它以性能优良的织物为材料，或是向
膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性骨架将膜面绷紧，从而形成具
有一定刚度并能覆盖大跨度结构体系。膜结构既能承重又能起围护作用，与传统结构相比，
其重量却大大减轻，仅为一般屋盖重量的

1/10-1/30。它以其新颖独特的建筑造型，良好的

受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。

 

　　

1.膜结构的特点 

　　

1.1 轻质 

　　膜结构由于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。

 

　　

1.2 透光性 

　　透光性是现代膜结构最被广泛认可的特性之一。膜材料的透光性可以为建筑提供所需的
照明度，这对于大跨度结构的建筑来说尤为重要。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。

 

　　

1.3 柔性 

　　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。张拉结构的灵活性使其可以产生很大的位移而不发生永久性变形。
膜材的弹性性能和预应力水平决定了膜结构的变形和反应。适应自然的柔性特点可以激发人
们的建筑设计灵感。不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材质柔韧性极佳，不会因折叠
而产生脆裂或是破损。

 

　　

1.4 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。

 

　　

2.膜结构的类型 

　　

2.1 充气式膜结构 

　　建筑物的跨度小时可采用气承式，就是在建筑物内部空间，向由膜结构构成的室内充
入空气，使室内的空气压力始终大于室外的空气压力，使膜材料处于张力状态来抵抗负载
及外力构造。大跨度时往往在建筑物的对角线方向布置交叉的钢索，对膜面起加劲作用。而
气胀式空气膜结构则是将膜材做成周围密封的圆形双层，充气后形成飞碟状；或将膜材作
成半圆形圆筒，充气后如同半个轮胎，以此为单元组合成各种屋盖。

 

　　随着化学工业的发展，近年来已经开始用充气式膜结构来构成建筑物的屋盖或外墙，
多作为临时性工程或大跨度建筑之用。充气结构使用材料简单。一般用尼龙薄膜、人造纤维或
金属薄片等，表面常涂有各种涂料，这种结构可以达到很大的跨度，安装、充气、拆卸、搬运
较方便。

 

　　

2.2 张拉式膜结构 

　　张拉是膜结构是通过拉索将膜材料张拉于结构上而形成的结构形式。膜材完全靠外部施