于，膜单元的周边相对位置较低，大都固定在刚性边梁或柔性边索上

;在膜单元的中部设有

一个

(或多个) 高点，多通过独立柱、飞柱或悬挂环的支承来实现;整个膜面呈锥形。此外，为

了避免在高点附近的膜材内部应力过大，当膜单元跨度较大时通常会在高点和边界支承点
之间设置脊索，以改变结构内部的传力路径，避免膜材出现应力集中。伞形曲面还可以倒置
后应用于工程中。拱支式膜结构以拱为膜材提供连续的支承点，结构平面大都为圆形或近似
椭圆形。当跨度较大时，常在中间拱与下部边缘构件之间布置正交索网。拱支式膜结构大都
用于封闭式建筑中。如加拿大加尔格里的林赛公园体育中心就是典型的拱支式膜结构。脊谷
形膜结构是在两高点之间布置相互平行的脊索、在两低点之间布置谷索，

 高低相间，曲面

呈波浪形，脊索和谷索之间的膜面形成负高斯曲率曲面。当结构跨度较大或荷载较大时，还
可在脊索和谷索之间适当布置一些横向的加强索。脊谷式膜结构的结构平面大都呈矩形。

 

　　

2.3.2 张拉膜结构的支承体系 

　　张拉膜结构工程按支承结构及边界约束可分为三种类型：柔性支承体系、刚性支承体系、
混合支承体系

(刚性支承、柔性边界)。 

　　柔性边界膜结构和刚性支承、柔性边界膜结构，以柔性的钢索为边界，且连接膜节点板
与支承结构、已有建筑或锚固基础的连接段常做成长度可调节、在其他方向上可以转动，以
较好地适应荷载作用下的变形及二次张拉。这种边界形式特别适用于采用

PVC 覆盖膜材的

工程，对设计及制作、安装的精度要求也相对较低。国内目前的膜结构工程绝大多数都采用
柔性边界。刚性边界的膜结构，膜面的所有边界都为刚性构件。相对于柔性边界而言，刚性
边界的膜结构造型更为简捷、受工程场地约束少，但其造型受边界的影响更为明显，且精度
要求更高。

 

　　

2.4 膜结构的找形方法 

　　对于膜结构，形状确认是膜结构设计的关键所在，目前膜结构的找形方法主要有：力
密度法

[1]，动力松弛法[2]及非线性有限元法[3]，同济大学张其林等[4]提出的基于最小二

乘法的求解理论，浙江大学的孙炳南教授等

[5]提出了综合力密度法和动力松弛法的找形策

略。著名的膜结构设计软件

EASY 就是用力密度法找形的。 

　　

2.5 节点分析 

　　节点是膜结构设计和施工的关键环节，不仅关系到构件加工制作的难易，施工的效果
还关系到整体结构的耐久性和可靠性。节点设计时不仅要满足强度，适应较大变形的能力，
节点和防腐和防水还要充分考虑施工张拉的要求。

 

　　节点的连接主要有膜与膜的连接、膜与索的连接、索与索的连接、膜与支撑构件的连接、
索与支撑构件的连接。膜与膜的连接形式主要有缝合连接、机械连接、粘结连接、热熔连接和
束带连接。膜与索的连接主要有单边连接与双边连接。索与索的连接主要有节点板连接和夹
板夹具连接。膜与支撑构件的连接主要有夹板连接、绳轨连接和束带连接。索与支撑构件的连
接主要有耳板连接与套箍连接。

 

　　

3 上海世博挪威馆实例分析 

　　海世博挪威馆主体结构为木结构，顶面为膜结构。上海世博挪威馆的主体结构由

15 颗

树组成，树与基础通过预埋螺栓连接，树与膜结构用预埋钢板和连接件连接，四周以采光
较好的玻璃幕墙作为围护结构。通过各种膜材料物理力学性能和价格的对比分析，挪威馆采
用了

PTFE 膜材，考虑到与木结构的结合及排水和避雷设计，该馆采用 EASY 软件进行了

找形分析，采用了张拉式膜结构中的马鞍型式。该马鞍型结构在高点设置避雷，在低点设置
集水盒用于排除雨水。

 

　　

3.1 挪威馆的顶面膜结构 

　　挪威馆的顶面膜结构由四角点风帆膜、眼角膜和盖膜三部分组成见图

2。风帆膜的四角

分别与树枝的四个角点相连通过连接件和预埋钢板焊接相连，

 风帆膜之间用束带相连接，