建筑结构总结

第九章 薄膜结构

教学目标

理解薄膜结构的特点；理解薄膜结构材料的分类及选用条件；理解气压膜的分类及

工作原理、结构和使用特点；

重难点

重点-薄膜结构的特点和材料. 难点-薄膜结构的类型

9.1 概述

膜结构由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使

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

根据膜结构按结构受力特性大致可分为： 充气膜结构：气压式、气承式、混合式

支承膜结构：柔性支承膜结构(张拉式)、刚性支承膜结构（骨架支承式） 薄膜结构被称为继砖木结构、钢筋混凝土结构、钢结构之后的第四代建筑。

9.2薄膜结构的特点

优点：

造型的艺术性 良好的自洁性 施工的快捷性 较好的经济 结构自重轻，非常适合

于建造大跨度空间结构

缺点：耐久性差，热工性能较差。

9.3 薄膜结构的材料

膜材：由表面涂层与高强的编织物按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材

料。

常用的涂层：PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PVF（聚氯乙

烯）等。

第一类：聚酯织物加聚氯乙烯涂层。适用于中小跨度或临时性的建筑物。 第二类：无机材料织物加聚四氟乙烯涂层。适用于大跨度永久性建筑屋盖。 薄膜结构的应用

★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球

馆、 篮球馆等。

★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、 餐厅、酒店（挑檐）等。

★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。

★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。

★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。 ★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。 （1）收费站天棚类 （2）运动场馆体育看台类（3） 停车棚（4建筑入口类 （5）景观小品类（6）室内张拉膜 （7）屋面、舞台、剧场 （8）充气膜结构 （9）

其他应用实景一览

·膜结构应用实景

9.4 薄膜结构的类型

9.4.1 充气薄膜结构

1. 气压式膜结构（气胀式膜结构）

（1）直接落地-气肋式，适用于小跨度建筑

（2）搁置在承重墙或框架柱等构件上-气被式，适用于大跨度建筑

优点：建筑使用空间自由开放，建筑造型灵活多样，隔热性好。

2.气承式膜结构

在薄膜覆盖的空间内充气，利用内外气差来承受荷载，并与钢索共同形成结构。

特点：结构简单，施工快、跨度大、价格低廉；室内外压差在100-300Pa，无不适

感。

适用于建筑仓储设施，体育馆屋顶、展览馆和建筑安装工地顶盖。

3.混合式充气膜结构

将气压式和气承式结构相混合，互相弥补其局限性； 将充气结构与其他建筑结构相结合，造型上更为丰富

工程实例：“水立方”

9.4.2 悬挂薄膜结构

是将索或膜张紧在刚性或柔性边缘构件上，或通过特殊构造的悬挂或支承在若干独立支点上，通过张拉建立预应力，并获得确定的形状。

悬挂薄膜结构的支承方式有两种 支承方式

1曲线支承-由索或拱产生的波状曲线支承，“世博轴” 2点支承-由内部立桅杆或拉索来支承的薄膜结构 适用范围；中小跨度的建筑物

9.4.3 骨架支撑薄膜结构（刚性支承膜结构）

它利用拱、刚架、空间网格结构、张拉整体结构等刚性骨架来支撑薄膜。

适用于各类大跨度建筑 如上海八万人体育场

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