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膜結構設計

膜結構的設計主要包括體形設計、初始平衡形狀分析、荷載分析、裁剪分析等四大問題。通過體形設計確定建筑平面形狀尺寸、三維造型、凈空體量，確定各控制點的坐標、結構形式，選用膜材和施工方案。初始平衡形狀分析就是所謂的找形分析。由于膜材料本身沒有抗壓和抗彎剛度，抗剪強主芤很差，因此其剛度和穩定性需要靠膜曲面的曲率變化和其中預應力來提高，對膜結構而言，任何時候不存在無應力狀態，因此膜曲面形狀較終必須滿足在一定邊界條件、一定預應力條件下的力學平衡，并以此為基準進行荷載分析和裁剪分析。膜結構找形分析的方法主要有動力松弛法、力密度法以及有限單元法等。膜結構考慮的荷載一般是風載和雪載。在荷載作用下膜材料的變形較大，且隨著形狀的改變，荷載分布也在改變，因此要準確計算結構的變形和應力要用幾何非線性的方法進行。由于其建筑形象的可塑性和結構形式的高度靈活性和適應性，該結構形式的應用極其廣泛。荷載分析的另一個目的是一確定索、膜中初始預張力。在外荷載作用下膜中一個方向應力增加而另一個方向應力減少，這就要求施加初始張應力的程度要滿足在較不利荷載作用下應力不致減少到零，即不出現皺褶。因為膜材料比較輕柔，自振頻率很低，在風荷載作用下極易產生風振，導致膜材料破壞，如果初始預應力施加過高，膜材涂變加大，易老化且強度儲備少，對受力構件強度要求也高，增加施工安裝難度。因此初始預應力的確定要通過荷載計算來確定。經過找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個膜結構工程中較關鍵的一個問題。

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膜結構應用

我國膜結構建筑雖然起步較晚，但是發展速度非常快。從1997年至2001年，五年內我國建造的膜結構達37萬噸;2003年建造的膜結構約18萬噸;2005年、2006年建造的膜結構分別超過33和40萬噸。框式膜結構框式膜結構中膜面僅僅起到對框架結構的維護作用,框架結構可以是傳統的剛性結構,也可以是各類索結構。2008年北京奧運會、2010年上海世博會和廣州亞運會的舉行，以及各種類型的展覽館建設，使得我國迎來了膜結構建筑的發展高峰期，這幾年間我國膜結構建筑的建造規模擴張非常迅速。

目前全世界膜結構的生產企業主要集中在美國、日本和德國等少數幾個發達國家。用于特定結構的膜結構膜材性能可以通過雙軸試驗來確定，并應用于預應力設計中。其中大部分的生產企業都力具備產品的研發、設計、生產這一產業全業務鏈模式經營。而作為膜結構的主要材料，目前市場上主要是以是PVC膜、PVF膜、PVDF、PTFE乃至較新的ETFE 膜材為主。

充氣膜結構

充氣膜結構分為單層結構和雙層結構,單層結構如同肥皂泡,單層膜的內壓大于外壓。膜結構的維護保養技術膜結構的清潔：膜結構膜面上污垢的堆積與當地的環境條件、膜結構膜材特性和膜面的形狀有關。此結構具有大空間,重量輕,建造簡單的特點。但需要不斷輸入超壓氣體及需日常維護管理。雙層結構是雙層膜之間充入氣體,和單層相比可以充入高壓空氣,形成具有一定剛性的結構,而且進出口可以敞開。