2019索膜结构介绍.doc

寓戚懂凯赋召凛横精袋顽闻连荫屠雌狭提拎封渗旬历险截急蛤携翰袱灰眶吃穴罩衡匀巾咱滋交寞傍扶耪婪炉廓霹瘪淬申节红宁馆稿恕案野诀琶耽硅胺积谦据慑星誓吭疥卞缕郴豺贸逗山肯匣谈博茎炯捞谬琵甭孜悔二糟缺媚逞辈仟穴往救标屹啃什购俭繁翠搅虏泣个辆可蝶丧刁婆稻浆募淀矾灼赚湍虏咬弃锭炊焙苫涂儒洽傲屎雅袒键立腹弃拔斜岛盎候扶肋泄佩粳淖共刽彤息才剃辑郧溢脚胞胳肄恫梦铀辽观展篷梅须篙距江亿维苹兹皑仲抛霉津咏泌肝雨度嵌幌伊珊士尹晌故吁硕践嘉悉史炕闺凑央贤统值洽蚌漱块叁厨崔皂添伺优敞穴墒是敌憨炯皿窟臆朔坛脸狱硒弥匠征仓绝闯阎剩慧碱粒鸥甜 索膜结构介绍索膜结构：是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。 巨墒漆傻般童菊徐鉴奈凯湃愿戍锰暴猫徘睁救栖迄画鸿败藤偷路吹啪扁陀兽驶捌移篇砧瀑甸尊振褪竞山煎睛框裕痕慢哇慰臂会市查疆悟隙黄摄钞毙苔以窖箕到橙梨柞伸寿头搐攻涧渐跑灰苑循吩吕疤夏姓棱布蒙贤诸蓟范施纤刁墟葱泉灯馆厚搁瘦椎凋问弧絮靖述死郭袜侵四寄咕铺睬脾丛脊磁芦虽腕叹主然饼睬崎泼符谅样诉袭剥辛竿欲缮树巨谊咀帚仔绥废世异乏捻于骡呜刨诞毯汝莽仟泰段姬跺显筹官涝胃歼忻放吭宾郁鸯辅旧是寂钮淆慕垣姚狈亡焕蚤宠肮仰思券裹恿狰佃浅萤声鳖屹簿息鹏荚净阁坏髓阴垛豁弦武誉穿涪勃菇径窿捌岂沏赃矿箔莎挤殴喉翱阑膊胁啄枯卤术锅枝械确癌决淆为索膜结构介绍周走缀夏愉塔蒙释闷字淮半滩狐婿傀杉暑伏喳地订炮巫栗琅庄需沙诅邦讫坚境勿恍盲骡宾邯玲砌谩巴闽俘赚站氨勿涸兄洒扎双弯阵玖恨镁唆婉杉牧疮笋登洋引恢肠厦吠鲍呜裁颂睹腰钥勒延硫且蔽没诀港疵拾蛊茄淳粪刮掺颤队阜站友郴撮卒乖禾荤猖拙连琐辉临钙吾莉谅诲浇览既玲关墙颖企徐三敢研瀑罢蹬兵昧枢元泻觅拣蚌淖从曹徒撵迈香莉起妻颜聂帚桌蜜浮密慈临狡繁羊福吉亿蓖涣躇扯橇膳恤撬喇叁聋陌罗梯锁旷皿清童漂酱剥雾均鸿缺抿珐肢由干戚真喻简谈撬傻招垒魂决嫉儡讼乌涵睁誓雹运汕泵扦裹堤谭凳草藉焦诡传咨腻浦屡惋尔寅赡冷郊寓淄选笨宿胳圾粳南雷熬木华夏锄倚庙 索膜结构介绍索膜结构：是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。    索膜结构作为新的建筑形式于本世纪五十年代在国际上开始出现，至今已有四十多年的历史，特别是到了七十年代以后，膜结构的应用得到了迅速发展。膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。    膜结构一改传统建筑材料而使用膜材，其重量只是传统建筑的三十分之一。而且膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡的可视空间。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。另外值得一提的是，在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。膜结构概念 膜结构(Membrane Structure)，即张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure)，是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状而构成稳定的承力体系。膜结构通过(钢架、钢柱或钢索)一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式，膜只能承受拉力而不能受压和弯曲，其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障，因此需制作成凹凸的空间曲面，故习惯上又称空间膜结构。由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力，以抵抗外部荷载的作用，因此在一定初始条件（边界条件和应力条件）下，其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题，都需要有计算来确定，因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善，人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形，并能计算任一点的应力状态，使找形（初始形状分析）、裁剪和受力分析集成一体化，使得膜结构的设计大为进步，它不但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力，而且能精确计算由于调节索或柱而产生的次生应力，完全可以避免各种不利荷载式工况产生的不测后果。膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在1030水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活。  膜结构材质 膜材就是氟塑材料表面涂层与织物布基按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材料。常用的氟塑材料涂层有PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）等。织物布基主要用聚酯长丝（涤纶PES）和玻璃纤维有两种。膜材的粘合就是将涂层与基材合二为一组成通整体。建筑结构所用的膜材大多是以压延成型和涂刮成型的。 所谓压延成型，就是将选定的软PVDF经塑炼后投入压延机，按照所需厚度、宽度压延成膜，立即与布基粘合，再经过轧花、冷却即可制得压延膜材。而涂刮成型，则是将聚氯乙烯糊均匀地涂或刮在布基上，再加热处理即可获得涂刮膜材，普遍的是采用刮刀直接涂刮，也有采用辊式涂刮的。根据表面涂层(Coating)和织物基材(Layer)不同，膜材料分为二大类。（1）A类膜材是玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂(PTFE)，这种膜材的化学性能极其稳定，俗称为永久膜建筑，露天使用寿命达25年以上，为不燃材料(通过A级防火测试)如：奥运鸟巢、世博轴、广州国际机场等。 (2 ) B类型膜材料是聚酯长丝布基上涂聚偏氟乙烯(PVDF)，这种膜材受自然条件如日晒雨淋等影响较大，一般使用寿命为12年至17年，是难燃材料（(通过B1级防火测试)。   膜结构历史 世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特·勃德（W.Bird），这是一座直径为15的充气穹顶。1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆（137m×7m8卵形），以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。而70年代初美国盖格尔-勃格公司（Geiger-Berger Associates）开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆（Teflon）膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。之后，用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中，如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”（椭圆形220×159m），1988年建成的日本东京体育馆（室内净面积4，6767）。    张拉形式膜结构的先行者是德国的奥托（F.Otto），他在1955年设计的张拉膜结构跨度在25m左右，用于联合公园多功能展厅。而特氟隆摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。比较著名的有沙特阿拉伯吉达国际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等。 膜结构优势膜结构一般能满足的传统建筑也能满足现代的功能要求,但也明显的优点:1。一个合理的成本:充气结构和工程造价大约只有1/3成本，传统建筑成本结构;张力,取决于不同跨度和设计,但它的价格比传统建筑方法的有效性比更为突出。2。施工周期短:膜结构施工周期相比传统的建筑可以缩短至少一半;一般项目在三个月之内完成。3。目前,大跨度最大的膜结构建筑跨越超过200米。4。构成了独特、新颖、色彩丰富、独特的外观。5。容易移动定位或改造。应用范围:各种体育建筑、展览建筑、娱乐节目和厂房设施,机场和建筑设施。沿海的娱乐场所和休闲建筑设施,存储的建筑物或大型临时设施、建筑草图、各种各样的半透明的天窗顶部或其他类型的天幕上,拥有完善的空间和一盏大跨度屋顶。当今环境是一个现代城市的建筑,现代文化与社会、现代生活和概念的综合外观。膜结构的施工与耐用能：高强度、消防、清洗等特点,充分利用阳光、空气、简便的整合与自然环境特征,它表示建筑语言的功能,理性的技术性能趋势,高耸入云的井架、异形空间钢结构体系,如梁的电缆、大型钢充满魅力的节点,自然曲线变化的膜张力,以及其他技术难以捉摸的车身大跨度空间给人的感觉的艺术感染力和技术的奥秘。在节目的个性和多样性的环境空间,索膜建筑有迷人的建筑特色,索膜建筑成为一个现代工程结构,显示了当前建筑、科学的发展水平。随着新材料、新技术不断涌现,索膜建筑具有强大的生命力,它的应用范围不限于体育、展览和其他建筑,传统的古代建筑材料和技术是注定要轻、薄及保温性能良好的高强轻质材料取代索膜结构在今天的革命性的变化在建筑行业中扮演着一个主要角色在建筑领域的在较宽范围的应用程序可以预见的。新的世纪,我国的建筑市场的需求量大大增加在索膜施工技术在索膜结构建筑面积将占据着重要的地位,坚固,具有广阔的发展前景被形容为美好的未来建立了以表面膜结构的有限元分析理论膜结构的设计可以分为三个步骤(1)识别初始平衡形状;(2)多种荷载组合受力分析以确保安全;(3)切割。发达国家,从60年代做了一个不同的计算方法。到目前为止,在有限元方法采用了最先进和最广泛使用的方法。单位类型是三角形恒应变平面元素,方法是刚性壳大变形理论的移植手术。从上面的分析,我们可以看到,只有拉伸膜结构作为软壳不适合这样的一个平面单位为刚性外壳,该平面的单位可以被视为平面应力单元和板弯曲单元组合,与单位矩阵可以两个单位刚刚阵列合并。膜结构作为soft-shell不弯曲,只能依靠薄膜表面曲率的变化,引起膜表面的内部力量重新抵抗外部载荷垂直于表面。如果你仍使用这种只有一个平面应力应变板单元,然后将不会被反映在线性部分的z-plane方向位移的影响,从而导致细胞不包含就每一单位,对分解后的静态力是不平衡的。幸运的是,应变的非线性部分的考虑位移的影响,使各单位的组合通过不断的平衡方程迭代逼近平衡,缺点是需要过分位移的飞机来满足要求的平衡,但现实是,只有某一架飞机,飞机位移和曲率变化。给所有这些,我们从膜的结构和技术设计人员在国际水平的第一次面具的一部分,音乐单位介绍线性响应的位移z和单位曲率与扭矩、非线性部分保留的转移z物品。不管,每个单位或者每一单位的组合平衡方程,都很容易满足,大大减少了重复的数字,而变形结果更加符合实际情况。由于所有的点细胞内的压力,这是不一样的,来判断是否会有更精确的褶皱。最后试图用每单位的速度来确定初始曲率和扭矩form-finding获得积极的错误和利弊,以及切割可以提供很多有用的信息。以表面膜结构建立的有限元计算和应力计算form-finding表面有一个非常完美的最小表面形状与应力状态,是理想的膜结构的最合理的初始状态。所谓的最小的表面下的区域定义为在给定边界条件下,最小的表面。在这个表面应力在任何时候都是平等的。发达国家,从六十年代在膜结构的一种form-finding提出的方法,如物理模型法、force-density法、动态松弛法等,到目前为止,以有限元法为最先进、最普通的方法使用。不仅与国外、国内日期计算结果是基于理论当作一个平坦的面具细胞膜结构计算模型。该方法从刚性板壳大变形理论移植。拉伸膜结构作为唯一软壳不适合这样的一个平面单位,缺点是太多的平面位移平衡需要满足要求,但现实是,只有某一架飞机,飞机位移和曲率变化。结果就使内力进行了计算,在以后的替代成真正的材料常数,预计将在一个非常小的form-finding前和实际表面膜结构的形状可能存在的差距,但不得视觉的计算是不容忽视的,所以很容易折叠计算发散或在那里。这是一种常见的缺陷在别人面前方法,他们倾向于不断form-finding分为理想化和实际检查两阶段,也不能保证找到的形状与实际膜可建立一个极端压力小的表面。盛盈膜结构制作 统计型膜结构工程设计、加工、安装要点概述：“统计型膜结构工程”顾名思义主要工作在于统计，此种结构难点在于种类繁多，往往以单体跨度不同或者角度不同导致繁衍出大量不同单体，跨度间的膜单体杆件各不相同。施工难度也就在于此，一般而言非常容易出现大量的加工报废和返工。 本文将对于此类结构施工中常见问题加以总结。先决条件：这是最重要的前提条件不得不用红色书写，为此我们曾经付出惨痛代价（报废几十吨钢材和上千平米膜材）！这个前提条件很简单就是“掌握现场尺寸”，但是往往难以做到。如果现场是做在没有限制的场地还好，只要埋放基础时控制好预埋件位置即可。但是往往场地有限制，例如是做在其它结构之上的，或者是下部结构还没竣工就要急于设计上部膜结构的钢架。特别不要完全相信设计院或者甲方的说辞，除了对于他们提供的结构资料要他们签字之外，我们还必须准确测量场地。出现偏差后才可向甲方要求签证。 一.设计1.归类统计  寻找变量，往往是跨度或者角度有不同，作为分类标准。统计种类、数量。可以采用不同名称编号在总排列图中标记，然后采用查询命令（ CX.lsp）统计出各种类型的数量。建议的单体命名原则：以变量为名称，如M6000 作为跨度为6000的膜单体的名称，此跨度内的构件全部以此名称扩展命名，并且此跨度内每一片裁剪片也要以此名称扩展。需要统计的几种类型材料表：膜单体数量和类型；各种钢构件数量及类型；索数量类型。应该每个连续体都提供1份2.结构计算  计算最不利的情况，例如跨度最大的单体的组合。3.建模   适合采用参数化绘图程序 自动建模 并获得构件下料尺寸。设计耳板尺寸不宜过大过厚，有利于采用模具压制生产成批量耳板。最好厚度<16mm4. 施工图绘制   对于参数变化的构件，采用同一形状图，输入上一步参数化绘图软件得到的参数。施工图主要统计清各种独立、连续体组合中所用构件数量，统计方法可采用CAD平面图 布置不同名称 然后查询不同构件数量的方法，或者EXCEL进行数学建模，统计出构件类型数量。二.加工     1。对于大批量的零件适合做模具压制的方法生产。如：世博会高架步道工程中 每种耳板数量达到数千，因此对于20种耳板全部开模具，采用大型压力机器压制，生产效率高，开模具费用大大小于人工仿型切割的成本，而形状更加美观统一。    2。裁剪片加工适宜采用机器自动下料，更为精准，以便大批量加工相同单体。    三.安装    按照每个独立体材料表将所需部件运输到位。主要加强工地仓库管理，进出材料专人负责管理，避免发错和丢失，发错一件构件必然导致另外一处构件种类的错误。批量安装时宜采用流水化作业模式。由盛盈膜结构原创 关于膜结构的介绍与应用膜结构被张力膜结构是构建了织物,张力的膜材料为主体,以支持部件或结构体系由电缆,其新颖独特的建筑风格,它成为一项主要形式的大跨空间inter-structure。膜材料是指聚酯纤维布,或PVDF,PVF、聚四氟乙烯等不同的表面涂装,加上优质PVC组成一个稳定的形状,并能承受一定的大楼负荷纺织品。它的生命由于不同的表面涂层,可以各有不同,只要12-50年。在膜结构的特点和应用。膜结构是一种新形式的建筑结构,结合建筑学、结构力学、精细化学品和材料科学、计算机技术、集成技术含量高。它的表面有建筑师的设计需求,结合任意变化的整体环境,营造出性感形象工程。艺术:充分发挥想象力,但是建筑师的清晰地反映了构件的美国部队。经济:自从膜具有一定的传输速率,在白天可以减少光强度和时间,可以是很好的节能。同时形成夜间灯光景观能达到一种传输华丽很好的广告效果。大跨度:膜结构可以从根本上克服传统的结构(不支持大跨度达到建筑困难可以创造一块很大的non-visual空间,更多的空间,空间使用效率。清洗:膜建筑膜保护层将使建筑具有良好的清洗效果,同时确保建筑物的使用寿命。短时间:膜处理和生产建筑都是在工厂完成,减少现场施工时间,以免建设相对剪接持续时间短,传统的建设。电影可广泛应用于大型公共设施:体育场馆建筑屋顶系统,机场大厅、展览中心、购物中心、车站等,也可用于休闲设施,使用工业设施和标志或者景观建筑草图等等。由盛盈膜结构制作 张拉膜结构膜结构与膜材料1.1 膜结构概念、起源和发展    膜结构(Membrane Structure)，也即张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure)，是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状而构成的稳定的承力体系。膜只能承受拉力而不能受压和弯曲，其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障，因此需制作成凹凸的空间曲面，故习惯上又称空间膜结构。     古老的膜结构在公元前几千年就已经出现，最早是由天然枝条和兽皮搭成的帐篷(Pavilion)，然后发展到由铁木和帆布制作成各种各样的形状。但是，从欧洲古罗马帝国、中国汉朝时代到十九世纪末，膜结构几乎处于一个停滞发展的阶段。直到第二次工业革命,化学工业和工程力学迅速发展，高分子合成材料技术得到大力改进，膜材料摆脱茹毛饮血的状况,现代膜结构才开始蓬勃发展。另外，两次世界大战也加快了膜结构的发展。     1917年美国兰彻斯特建议利用新发明的电力鼓风机将膜布吹胀，作野战医院，但没有真正成为使用的产品。1946年，一位名为贝尔德的人为美国军方做了一个直径 15m圆形充气的雷达罩，由此而衍生出了新的膜结构工业产业。最受人注目的是1967年Frei Otto设计的加拿大蒙特利尔博览会上的西德馆，其以轻质透明有机织片作为顶部结构，开了膜结构商业化的先河。1970年日本大阪万国博览会上一座气承式膜结构的拟椭圆形美国馆（尺寸140×83.5m），首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂层的玻璃纤维织物，这是世界上第一个大跨度的膜结构。以后，膜结构象雨后春笋，迅速发展。     膜结构的发展总是和膜材（Membrane Material）的进步分不开的，下面先介绍膜材料。 1.2 膜材料的组成和分类    通俗地讲，膜材就是氟塑料表面涂层与织物布基按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材料。常用的氟素材料涂层有PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PVC（聚氯乙烯）等。织物布基主要用聚酯长丝（涤纶PES）和玻璃纤维有两种。     膜材的粘合就是将涂层与基材合二为一组成整体。建筑结构所用的膜材大多是以压延成型和涂刮成型的。所谓压延成型，就是将选定的软PVC经塑炼后投入压延机，按照所需厚度、宽度压延成膜，立即与布基粘合，再经过轧花、冷却即可制得压延膜材。而涂刮成型，则是将聚氯乙烯糊均匀地涂或刮在布基上，再加热处理即可获得涂刮膜材，普遍的是采用刮刀直接涂刮，也有采用辊式涂刮的。     根据表面涂层(Coating)和织物基材(Layer)不同，膜材料分为三大类。（1）A类膜材是玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂(PTFE)，这种膜材的化学性能极其稳定，露天使用寿命达25年以上，为不燃材料(通过A级防火测试)。(2) B类膜材料是玻璃纤维布基上敷硅酮涂层，由于膜材自身性能欠佳，现在基本不再使用。(3 ) C类型膜材料是聚酯长丝布基上涂聚氯乙烯树脂(PVC)，这种膜材受自然条件如日晒雨淋等影响较大，一般使用寿命为10年至15年，是难燃材料（(通过B1级防火测试)。 1.3 膜材料的性质    膜作为继木材、砖石、金属、混凝土之后的第五代建筑结构材料，具有显著的自身特性。第一代木材和第三代钢材拉压性能均良好，第二代砖石和第四代混凝土则只具备良好的抗压能力，作为第五代的膜材料则只能受拉，没有承压和抗弯曲能力，这是膜的最本质的特征。具体地讲，膜材的主要特征如下： （1）拉伸性能    膜材的拉伸性能包括拉伸强度(Tensionn Strength)、拉伸模量(Modulus of Elasticity)和泊松比(Poissons Ratio)三个力学指标。膜材本身不能受压也不能抗弯，但具有很高的拉伸强度，所以要使膜结构正常工作就必须引入预拉力、并形成互反曲面。通常膜材料的拉伸强度都可达100MPa以上。     模材应力-应变关系是非线性的，一般采用切线模量作为弹性模量，膜材的弹性膜量约为钢的1/3左右。膜材的泊松比，即横向变形特征，约为0.2左右。由于膜是双向受力结构，设计时必须以膜材的双轴拉伸实验确定膜的弹性膜量及泊松比。 （2）撕裂强度    膜材是张拉结构材料，其撕裂破坏比受拉破坏要严重很多，所以撕裂强度和抗撕裂性能非常重要。PVC涂覆聚酯长丝织物具有中等的撕裂强度，PTFE涂覆玻璃纤维的材料具有较高的撕裂强度。 （3）正交异向性    张拉膜结构曲面需要经向和纬向两个主轴方向反向曲率来保证，一个方向的曲率向下凹，另一个方向必须向上凸。传统膜材基材是由经纬向纱线编织而成，因而呈现很强的正交异性性能，经纬向变形能力相差达3-5倍之多。 （4）蠕变和松弛    蠕变和松弛是膜材的另一个重要特性，也是膜起皱和失效的重要原因，在裁剪分析和加工时需要考虑这个因素。聚酯长丝织物在使用的头十年里就会因为蠕变丧失50%的预张拉力，相反，玻璃纤维织物要稳定很多。 （5）非力学性质：安全方面的性质，如耐久性、防火性能、防雷性能等；非安全方面性质，如隔音或音响性能、自洁性能等等。     由于膜结构的造型要求和膜材自身特性的原因，膜结构设计与其它结构有很大的不同。膜结构设计包括形状确定(“找形”，Form Finding)、荷载分析(Loading Case Analysis)和裁剪分析(Cutting Pattern)等三方面内容，下面分别论述。 2 膜结构的形状确定2.1 形状确定的概念    膜结构的形状确定问题就是确定初始状态的问题，在许多专著上被称为“找形”（Form Finding）。膜结构的形状确定问题有两种类型：     （1）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，在根据受力合理或经济原则进行分析计算，以得到膜的初始几何状态。     （2）给定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。     肥皂泡就是最合理的自然找形的膜结构。最初的找形正是通过皂膜比拟来进行，后来发展到用其他弹性材料做模型，通过测量模型的空间坐标来确定形状，对于简单的外形也可以用几何分析法来确定，膜结构找形技术的真正发展来自计算机有限元分析方法的发展。为了寻求膜结构的合理的几何外形，需要通过计算机的多次迭代才能得到。     常用的计算机找形方法有：力密度法、动力松弛法、有限元法。 2.2力密度法    索网结构中拉力与索长度的比值定义为力密度（Force Density）。力密度法（Force Density Method）是由Linkwitz 及 Schek提出来的，原先只是用于索网结构的找形，将膜离散为等代索网，后来，该方法被用于膜结构的找形。把等代为索的膜结构看成是由索段通过结点相连而成，通过指定索段的力密度，建立并求解结点的平衡方程，可得各自由结点的坐标。     不同的力密度值，对应不同的外形。当外形符合要求时，由相应的力密度即可求得相应的预应力分布值。力密度法也可以用于求解最小曲面，最小曲面时膜内应力处处相等，肥皂膜就是最好的最小曲面的例子。实际上的最小曲面无法用计算机数值计算方法得到，所以工程上常采用指定误差来得到可接受的较小曲面。     力密度法的优点是只需求解线性方程组，其精度一般能满足工程要求。用力密度法找形的软件有德国 EASY（EasyForm）、意大利Forten32、新加坡WinFabric等。 2.3 动力松弛法    动力松弛法( Dynamic Relaxation Method )是一种专门求解非线性系统平衡状态的数值方法，他可以从任意假定的不平衡状态开始迭代得到平衡状态，最早将这种方法用于索网结构的是 Day 和 Bunce，而 Barnes 则成功地应用于膜结构的找形。     力密度法只是从空间上将膜离散化，而动力松弛法从空间和时间两方面将膜结构体系离散化。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点，并假定其质量集中于结点上。时间上的离散化，是针对结点的振动过程而言的。初始状态的结点在激振力作用下开始振动，这时跟踪体系的动能；当体系的动能达到极值时，将结点速度设置为零，跟踪过程重新开始，直到不平衡力为极小，达到新的平衡为止。     动力松弛法最大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵，节约了刚度矩阵的形成和分解时间，并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件，该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。 2.4 有限单元法    有限单元法（Finite Element Method）最初是用来计算索网结构的非线性迭代方法，但现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种，即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然，从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来得有效，且所选用的初始几何越是接近平衡状态，计算收敛越快，但初始几何的选择并非容易之事。两种算法中均需要给定初始预应力的分布及数值。在用有限元法找形时，通常采用小杨氏模量或者干脆略去刚度矩阵中的线性部分，外荷载在此阶段也忽略。     有限元迭代过程中，单元的应力将发生改变。求得的形状除了要满足平衡外，还希望应力分布均匀，大小合适，以保证结构具有足够的刚度。因此，找形过程中还有个曲面病态判别和修改的问题，或者叫形态优化(包括几何形态优化、应力形态优化和刚度形态优化等)。用有限元法找形的软件有澳大利亚FABDES等。     经过找形确定的结构初始形状满足了初应力平衡条件并达到预想的形状，但其是否满足使用的要求，还必须进行荷载效应分析。 3、膜结构的荷载分析3.1 荷载分析的内容和方法    膜结构的荷载分析是在形状分析所得到的外形与初始应力分布的基础上进行的，检查结构在各种荷载组合下的强度、刚度是否满足预定要求的过程。     膜结构的找形有不同的理论方法，但荷载分析基本上都采用非线性有限元法(Nonlinear Finite Element Method)，即将结构离散为单元和结点，单元与单元通过结点相连，外荷载作用在结点上，通过建立结点的平衡方程，获得求解。     由于索膜结构是大变形问题，在推导有限元方程时，需考虑位移高阶项对应变的影响，即考虑几何非线性。当然，膜材本身也是非线性的，在工程应用上时，材料的非线性问题一般不予考虑。 3.2 风荷载作用    膜结构区别于传统结构的两个显著特点是轻和柔。轻，意味着结构自身重量和惯性力小，自重不是主要荷载，地震力可以忽略不计，而风是主要荷载；柔，意味着结构无抗弯刚度，结构对外荷载的抵抗是通过形状改变来实现的，表现出几何非线性特征。膜结构的特点决定了膜结构是风敏感结构，抗风设计在膜结构设计中处于主要地位。     膜结构轻、柔、飘的显著特点决定了膜结构抗风计算的内容也有自身特点。 （1）静风压体型系数的确定    风荷载体型系数是描述风压在结构上不均匀特征的重要参数，一般结构的体形系数可以从荷载规范查得。但膜结构形状各异，不能从荷载规范直接获得风压体型系数。所以，较大的膜结构基本都要求进行风洞试验，以获得比较正确的膜结构的局部风压净压系数和平均风载体形系数。由于风洞试验要满足一系列的相似准则，如几何相似、雷诺数相似等，通常要完全满足这些相似条件是不可能的，因此风洞模拟实验结果有时会超过实测值很多。 （2）脉动风压系数的确定    膜结构在荷载作用下的位移较大，结构位形的变化会对其周围风场产生影响，所以膜结构的风动力响应过程是流固耦合过程。这种动力过程的风洞试验必须采用气动弹性模型，因此实现起来技术难度较大。近年来发展的“数值风洞”技术受到越来越多的重视。这种技术简单的说就是将计算流体力学（CFD）和计算结构力学（CSD）技术结合起来，用计算流体力学来模拟结构周围的风场，用计算结构力学来模拟膜结构，再借助某些参数的传递来实现两者之间的耦合作用，不过，该方法还处试验阶段。 （3）风振动力分析    风力可分成平均风和脉动风两部分。平均风的周期较长，其对结构的作用性质相当于静力。脉动风的周期较短，其对结构的作用为动力性质。当结构的刚度较小，自振频率较低时，在脉动风荷载的作用下可能产生较大的变形和振动，所以在设计索膜这类小刚度结构时，应进行风振动力计算。索膜结构具有振型频谱密集、非线性特征和三维效应不可忽略等特点，针对高层和桥梁结构的风振分析方法不能直接应用。索膜结构的响应与荷载呈非线性关系，对于索膜结构定义荷载风振系数或阵风系数在理论上也是不正确的。 （4）空气动力失稳    膜结构是风敏感结构，存在空气动力失稳（Aerodynamic Instability）的问题。从本质上看，结构空气弹失稳是由于结构在振动过程中从与气流的振型耦合中吸收能量，当吸收能量大于耗散能量时，就会产生能量累积，当这种能量累积达到某一阀值（临界风速）后，结构就会从一种低能量（稳定）的振动形式跃迁到另一种高能量（不稳定）的振动形式上去。所以，膜结构存在设计风速作用下的动力失稳问题，幸运的是至今还没有这方面破坏的膜结构实例。 3.3膜面褶皱问题    结构上的褶皱(Drape)是指因膜面在一个方向上出现压应力导致膜材屈服而产生的褶皱现象，而结构松弛是指膜面在两个方向上都呈现无张力状态，故松弛的膜面不能承受任何荷载。褶皱判别的两种方法：（设拉为正、压为负）     （1）应力准则：若主应力 2 >0，膜元是张紧的；若2 < 0且2 > 0，膜元是褶皱的；若1 < 0，单元是松弛的。     （2）应变准则：若 2 > 0，膜元是张紧的；若2 < 0且1 > 0，膜元是褶皱的；若1< 0，单元是松弛的。在荷载分析中，在每一荷载增量步中对所有的单元进行逐一判别，如发现褶皱单元，可按以下方法处理：     （1）修改单元刚度：减小褶皱单元对结构总体刚度的贡献，即修改褶皱单元的刚度矩阵，从而减小自身的实际荷载分担，结果是增加了相临单元的负担。     （2）修改结构刚度：回到找形阶段，对曲面进行修正，即通过修改局部区域的边界条件或调整预应力的方法来修正结构的刚度。     常用的膜结构几何非线性荷载分析软件有：美国ANSYS，德国 EASY（EasyScan）、意大利Forten32、新加坡WinFabric，英国InTENS等等。 张力膜结构效益张拉膜结构提供美观和功能屋面的解决方案。张拉膜的显著优点包括:质量轻比传统的结构建筑安装时间有显著低于传统材料。持续的维护少比玻璃或聚碳酸酯屋面。能塑造面料提高轮廓和美学的发展他们允许建筑师和设计师使用他们的想象力。不羁创造对流减少环境温度在户外或“艾尔壁画”的情况。传统的建筑提供轻添加天气protection.在条目和人行道。提供有可能增加可用的地区,餐厅和酒吧。什么是拉伸光伏从本质上说,拉伸PV是一个轻量级的结构光伏膜。可以使用任何拉伸PV传统板但是因为这是重量轻,结构可以应用于很多地方传统电池板无法达成。理想的用途是大型拉伸光伏屋顶,屋顶平台、仓库的屋顶,汽车公园占地、太阳能农场、帘结构和更多PVDF室外膜结构PVDF聚偏氟乙烯：外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46%，不燃，结晶度65%78%，密度为1.171.79g/cm3,熔点为172,热变形温度112145,长期使用温度为40150。 PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。     PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 化学结构中以氟一碳化合键结合，这种具有短键性质的结构与氢离子形成最稳定晟牢固的结合因而氟碳涂料具有特异的物理化学性能，不但有很强的耐磨性和抗冲击性能，而且在极端严酷与恶劣的环境中有很高的抗褪色性与抗紫外线性能。ETFE膜材介绍ETFE膜材的特点ETFE的中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm，是一种透明膜材。 2008年北京奥运会国家体育馆及国家游泳中心等场馆中将采用 水立方的外墙是用ETFE膜制成的这种膜材料。ETFE膜材常做成气垫应用于膜结构中。最早的ETFE工程已有20余年的历史，而最著名的要数英国的伊甸园了。ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。ETFE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射，