空間膜結(jié)構(gòu)

2. 膜材

1) 膜材的物理和化學(xué)性能對(duì)建筑物的適用性壽命影響甚大，因此應(yīng)根據(jù)使用功能合理選擇膜材類型。膜材的抗拉強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度、抗剝離強(qiáng)度、抗污染和抗老化能力等是反映膜材性能的只要指標(biāo)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以綜合考慮做出適當(dāng)選擇。膜材的價(jià)格與其性能直接有關(guān)，表1表示常用膜材的價(jià)格比例。

表1常用膜材的價(jià)格比對(duì)

本規(guī)程將常用膜材按其基材分為G類（玻璃纖維）和P類（聚酯纖維）兩大類，再按其不同涂層分別給予代號(hào)。

2) 本條根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外生產(chǎn)廠所提供的膜材品種，按其抗拉強(qiáng)度一級(jí)相應(yīng)的重要與厚度加以分級(jí)，以便在設(shè)計(jì)中選用。表4.1.2-1、表4.2.2-2分別給出了G類和P類各級(jí)膜材的抗拉強(qiáng)度值，在設(shè)計(jì)中可作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值采用。本規(guī)程采用以概率理論基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，但由于對(duì)膜材的強(qiáng)度尚無條件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因此表中的數(shù)值還不是經(jīng)過統(tǒng)計(jì)而得的保證率為95%的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)生產(chǎn)廠有條件對(duì)其膜材產(chǎn)品提供具有95%保證率的抗拉強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)，在設(shè)計(jì)中允許采用高于表4.1.2-1、表4.2.2-2規(guī)定的數(shù)值作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

3) 由于傳統(tǒng)的影響，膜材生產(chǎn)廠對(duì)其所生產(chǎn)膜材提供的質(zhì)量保質(zhì)期都偏低，實(shí)際上膜材的可使用年限均大于其質(zhì)量保質(zhì)期。表中，膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限是根據(jù)實(shí)際工程投入使用的經(jīng)驗(yàn)匯總而得。

2. 拉索和錨具

1) 拉索有多種鋼索可拱選擇。熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲索是由若干高強(qiáng)度鋼絲并攏經(jīng)大節(jié)距扭絞、繞包，且在外皮擠包單護(hù)層或雙護(hù)層的高密度聚乙烯而形成，在重要工程中宜優(yōu)先考慮采用。

2) 目前橋梁等設(shè)計(jì)中鋼索的抗拉能力是以容許承載力來表達(dá)的，采用單一安全系數(shù)K。本規(guī)程按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068采用的以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以多項(xiàng)系數(shù)代替了單一的安全系數(shù)。兩者相比，可以認(rèn)為過去的單一的安全系數(shù)K中包含了鋼索分項(xiàng)系數(shù)x、永久荷載和可變荷載分項(xiàng)系數(shù)X、X。由于目前尚無足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來直接統(tǒng)計(jì)X值，在制訂本規(guī)程時(shí)只能按照過去采用的K值結(jié)合膜結(jié)構(gòu)所受荷載的特點(diǎn)來反推X值。膜結(jié)構(gòu)中鋼索的安全系數(shù)K取2.5，如恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值取X，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取X，可求得X=1.8。表4.2.3中的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值即由X1.8并取整而得出。由于鋼索在橋梁和懸索結(jié)構(gòu)中是重要承重構(gòu)件，在傳統(tǒng)上都采用了比較大的安全系數(shù)，因此換算所得的X要比一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相應(yīng)值大。

膜材的裁剪、熱合是膜結(jié)構(gòu)加工制作過程的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)嚴(yán)格按照裁剪設(shè)計(jì)圖紙和工藝文件進(jìn)行，無設(shè)計(jì)變更文件時(shí)不得隨意更改。一般來講，P類和G類膜材的熱合設(shè)備不能混用。目前，我國尚無膜結(jié)構(gòu)加工制作人員的統(tǒng)一培訓(xùn)、考核標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)應(yīng)自行組織培訓(xùn)和考核。

即使是同一品牌、同一型號(hào)的膜材，對(duì)不同的生產(chǎn)批次，一般也有不同程度的色差和不均質(zhì)。因此，建議同一工程使用同一批號(hào)的膜材。

易褪色物品或有害于膜材的化學(xué)溶劑，對(duì)膜材會(huì)有一定損傷，應(yīng)分開存放。

灰塵會(huì)造成熱合設(shè)備在膜材熱合時(shí)打火、燒焦或擊穿膜材，因此，整個(gè)加工制作過程應(yīng)保持清潔。

有些膜材的表面涂層，如不經(jīng)處理而直接搭接熱合，連接強(qiáng)度將會(huì)受到影響，因此，鼻血將表面涂層打磨后方可熱合。此時(shí)，應(yīng)注意打磨不得損傷膜材，一面影響熱合處的拉伸強(qiáng)度。

7.0.7 由于G類膜材的變形性能弱于P類膜材，故對(duì)前者熱合后膜單元的尺寸偏差要嚴(yán)格控制。

7.0.8 受熱合溫度影響，膜材可能會(huì)收縮變形，因此應(yīng)注意工藝要求，以保證熱合后均勻平整。

7.0.10 包裝時(shí)，P類膜材可以采用折疊方式，G類膜材宜采用卷裝方式。為便于膜單元現(xiàn)安裝，折疊或卷裝的順序宜與施工時(shí)的展開方向相反。

7.0.12 鋼絲繩下料前應(yīng)進(jìn)行預(yù)張拉，以消除非彈性變形。熱擠聚烯高強(qiáng)鋼絲束和鋼絞線，在出場時(shí)一般已進(jìn)行過預(yù)張拉。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，圖紙中標(biāo)注的鋼索長度一般為預(yù)張拉后尚無尺寸，在索制作時(shí)應(yīng)予注意。

3. 一般規(guī)定

2) 膜結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析方法很多，目前得到公認(rèn)并被廣泛應(yīng)用的主要有三種：非線性有限元法、動(dòng)力松弛法和力密度法。

3) 非線性有限元法是將膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元離散，采用大μ移小應(yīng)變的幾何非線性有限元方法對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到的結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力。

4) 動(dòng)力松弛法是將膜結(jié)構(gòu)離散為節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的連接單元，通過對(duì)各節(jié)點(diǎn)施加激振力使之產(chǎn)生振動(dòng)，然后逐步跟蹤各點(diǎn)的振動(dòng)過程直至最終求得結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài)。

5) 力密度法是將膜結(jié)構(gòu)離散為由結(jié)點(diǎn)和桿件組成的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在給定的幾何拓?fù)?、支座位置和力密度值（即索力與索長之比）下，通過求解結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的線性方程組來確定結(jié)構(gòu)的變形。

6) 膜結(jié)構(gòu)中的索、膜構(gòu)件只能承受拉力、不能承受壓力和彎矩作用，對(duì)外荷載的抵抗主要通過變形來實(shí)現(xiàn)，因而膜結(jié)構(gòu)在外荷載作用下變形較大，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性。膜材是非線性材料，其應(yīng)力應(yīng)變曲線在應(yīng)力較大時(shí)變化較大，但通常設(shè)計(jì)應(yīng)力比斷裂強(qiáng)度小的多，此時(shí)可近似認(rèn)為膜材是線彈性的。

7) 由于支承結(jié)構(gòu)變形對(duì)膜結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布影響較大，故膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)宜考慮膜與支承結(jié)構(gòu)協(xié)同工作。對(duì)于骨架支承式膜結(jié)構(gòu)，由于支承結(jié)構(gòu)為鋼性體系（如鋼桁架、拱或網(wǎng)架等），變形較小，故計(jì)算時(shí)可將膜與鋼性骨架連接處近似視為固定支承邊界。對(duì)于其他形式的膜結(jié)構(gòu)，計(jì)算時(shí)應(yīng)將膜與支承體系一起進(jìn)行整體分析。

8) 膜結(jié)構(gòu)自重較小，地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響也較小，故設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮地震作用，單地震對(duì)支承結(jié)構(gòu)（包括骨架支承式膜結(jié)構(gòu)的承重骨架）的影響應(yīng)予考慮。

4. 初始形態(tài)分析

1) 在膜結(jié)構(gòu)初始平衡曲面內(nèi)預(yù)張力是自相平衡的。膜結(jié)構(gòu)的平衡曲面可分為兩類：等應(yīng)力曲面和非等力曲面。等應(yīng)力曲面是指膜面內(nèi)預(yù)張力均勻分布，此時(shí)膜面面積最?。醋钚∏妫?。非等應(yīng)力曲面是指膜面內(nèi)預(yù)張力不均勻分布單自相平衡。膜結(jié)構(gòu)初始形態(tài)分析宜首先尋找應(yīng)力均勻的最小曲面，在最小曲面不存在的情況下再尋找應(yīng)力不均勻的平衡曲面。

2) 膜結(jié)構(gòu)的形態(tài)分析實(shí)際上是確定結(jié)構(gòu)中預(yù)張力大小和分布的過程。預(yù)張力值的設(shè)定應(yīng)保證膜材在正常使用形態(tài)下不會(huì)因溫度、徐變和荷載作用等而發(fā)生松弛，并應(yīng)保證膜材在極端氣候條件下最大應(yīng)力小于設(shè)計(jì)應(yīng)力，同時(shí)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)張拉的實(shí)現(xiàn)和安裝方便。

3) 本條給出的初始預(yù)張力最小值，是參考國內(nèi)外膜材應(yīng)力應(yīng)變?cè)囼?yàn)結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)提出的。

5. 荷載效應(yīng)分析

1) 當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生較大應(yīng)力或變形時(shí)，應(yīng)返回初始形態(tài)確定階段對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。通常可調(diào)整初始預(yù)張力大小和分布、調(diào)整結(jié)構(gòu)外形或增加加強(qiáng)數(shù)量等。

2) 膜結(jié)構(gòu)自重較小，屬風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)，在風(fēng)荷載作用下易產(chǎn)生較大的變形和振動(dòng)。對(duì)膜結(jié)構(gòu)風(fēng)振過程的研究，目前尚處于起步階段，可借鑒的資料較少。膜結(jié)構(gòu)形態(tài)各異，很難用統(tǒng)一的風(fēng)振動(dòng)力系數(shù)來描述，因此對(duì)形象負(fù)復(fù)雜、跨度較大或重要的建筑物，必須進(jìn)行風(fēng)振動(dòng)力分析或進(jìn)行氣彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn)，以確定風(fēng)荷載動(dòng)力影響。對(duì)較常用的骨架支承式膜結(jié)構(gòu)和整體張拉式傘形和鞍形膜結(jié)構(gòu)，本規(guī)程采用風(fēng)振系數(shù)來考慮結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下可能的最大影響應(yīng)與平均風(fēng)響應(yīng)之比，便于工程設(shè)計(jì)應(yīng)用。

3) 迄今，我國膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都參照國外規(guī)范采用單一安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法。

4) 各國對(duì)安全系數(shù)K的取值不盡相同：大多數(shù)國家都按短期荷載和長期荷載取值，其值分別在3~4和6~8的范圍內(nèi)。如美國的安全系數(shù)取3~8；日本臨時(shí)（短期）荷載下取4，持久（長期）荷載下取8.我國在工程設(shè)計(jì)中也分別采用4與8.計(jì)算結(jié)構(gòu)抗力時(shí)所采用的材料強(qiáng)度值則與膜材強(qiáng)度平均值較為接近。本規(guī)程根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068的要求給出的膜材強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值比過去采用的強(qiáng)度平均值降低約15%。

5) 對(duì)于體育場看臺(tái)挑蓬一類的整體張拉式膜結(jié)構(gòu)，其整體位移可定義為內(nèi)環(huán)的最大位移；對(duì)于索系支承式膜結(jié)構(gòu)，其整體位移可定義為跨中最大位移。膜結(jié)構(gòu)在荷載效應(yīng)分析時(shí)的膜單元，是指由柔性索邊界或鋼性邊界圍起的一片膜。膜單元名義尺寸，對(duì)于三角形膜單元可定義為最小變長的2/3;對(duì)于四邊形膜單元可定義為通過最大位移點(diǎn)的邊界間的最小跨度。

6) 出現(xiàn)松弛將降低膜結(jié)構(gòu)的剛度，在風(fēng)荷載作用下易發(fā)生劇烈振動(dòng)，甚至導(dǎo)致膜材撕裂。此外松弛還將影響結(jié)構(gòu)的美觀和排水性能。因此，應(yīng)盡量避免膜材在正常使用狀態(tài)（第一類荷載效應(yīng)組合）下出現(xiàn)松弛。

7) 索是膜結(jié)構(gòu)中的重要受力構(gòu)件，一旦處于受壓狀態(tài)，就有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體，因此規(guī)定，索在第一類荷載效應(yīng)組合下均應(yīng)處于受拉狀態(tài)。

6. 裁剪分析

1) 裁剪分析的目的是確定裁剪線和裁剪片，以便在并攏張拉后實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)下的膜曲面，所以，裁剪分析應(yīng)根據(jù)初始狀態(tài)的膜曲面和預(yù)張力進(jìn)行。通過初始形態(tài)分析可以確定膜曲面的形狀。該曲面是由一定幅寬的膜材，經(jīng)過裁剪程膜片，并相互連接后張拉而成。膜曲面上的膜片間的連接線為裁剪線。裁剪膜片是待求平面，而膜曲面上的膜片是空間的，并且在裁剪線確定后是已知的，所以確定平面裁剪膜片的關(guān)鍵是如何將已知的空間膜片展開成平面裁剪膜片。實(shí)際生成的曲面和形態(tài)分析所得的曲面之間的誤差，取決于空間膜片展開成平面的精度。由于膜曲面上的空間裁剪片具有預(yù)張力，所以確定平面裁剪片時(shí)還必須考慮預(yù)張力釋放后的幾何尺寸改變。

2) 膜材的裁剪線可采用測(cè)地線法、平面相交法或其他有效的方法確定。測(cè)地線法是指在膜結(jié)構(gòu)初始預(yù)應(yīng)力平衡曲面上尋找測(cè)地線作為裁剪線。測(cè)地線指曲面上兩點(diǎn)之間距離最短的線。對(duì)于可展曲面，展開平面上的測(cè)地線為直線；對(duì)于不可展曲面，展開平面上的測(cè)地線接近直線。平面相交法是指在膜結(jié)構(gòu)初始預(yù)應(yīng)力平衡曲面上，用一組平面按一定規(guī)律與曲面相交，并將各交線作為裁剪線。測(cè)地線線法得到的膜片寬度較為接近，節(jié)省膜材，單在曲面上形成的熱合線美觀性和視覺性效果較差。平面相交法可根據(jù)需要得到具有美觀性和一定視覺效果的裁剪線。裁剪分析時(shí)應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和美觀性兩個(gè)因素后確定裁剪。

3) 由于膜材在裁剪線處斷開，故此處易產(chǎn)生應(yīng)力集中。如果裁剪線處剪應(yīng)力較大會(huì)影響膜材的受力性能，所以應(yīng)盡量做到裁剪線與膜材纖維正交，使主應(yīng)力方向與纖維方向一致，避免裁剪線受剪。

4) 膜結(jié)構(gòu)曲面的形成與初始預(yù)張力作用有關(guān)，裁剪時(shí)必須考慮膜材應(yīng)力釋放后的彈力回縮。通常根據(jù)初始預(yù)張力大小和所用膜材的性能，通過修正裁剪膜片幾何尺寸（沿徑向和緯向回縮）來消除膜內(nèi)預(yù)張力的影響。

7. 空氣支承膜結(jié)構(gòu)計(jì)算要點(diǎn)

1) 空氣支承膜結(jié)構(gòu)是通過保持內(nèi)部氣壓來維持結(jié)構(gòu)形狀并抵抗外荷載的。同時(shí)，內(nèi)壓又是作用在結(jié)構(gòu)上的荷載，應(yīng)與其他荷載一起參與組合。內(nèi)壓是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)可變參數(shù)，可以根據(jù)外荷載的情況加壓或減壓，以調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。最大工作內(nèi)壓是指當(dāng)結(jié)構(gòu)處于不利的外界環(huán)境時(shí)，如由于積水（雪）造成膜的凹陷，由設(shè)計(jì)人員為操作人員確定的可以使用的最大內(nèi)壓。確定最大工作內(nèi)壓應(yīng)考慮材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度、外界荷載類型等多種影響因素。

2) 最小工作內(nèi)壓是指在正常氣候和使用條件下，保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定所需的最小壓力值。當(dāng)恒荷載被分散到一定的影響區(qū)域時(shí)，最小工作內(nèi)壓應(yīng)超過單位面積上恒荷載的最大值。

3) 正常工作內(nèi)壓是由設(shè)計(jì)人員確定的一個(gè)壓力范圍，在正常工作內(nèi)壓下，結(jié)構(gòu)在常遇荷載作用下能夠保持穩(wěn)定。正常工作壓力應(yīng)根據(jù)使用情況和進(jìn)出情況，在最小工作內(nèi)壓至最大工作內(nèi)壓之間變化。在公共聚會(huì)場所，為保證環(huán)境的舒適度，應(yīng)適當(dāng)減小出入口處的風(fēng)速和作用在門上的壓力，工作內(nèi)壓不宜超過287Pa。對(duì)主要用于倉儲(chǔ)的場所，當(dāng)車輛進(jìn)出時(shí)工作內(nèi)壓值可以取大一些，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4) 錨固體系應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)（臨時(shí)性、辦臨時(shí)性或永久性）選擇。基礎(chǔ)錨固體系在拉力或浮力作用下易產(chǎn)生短期和長期徐變，從而使上部結(jié)構(gòu)體系和基礎(chǔ)錨固體系間產(chǎn)生不確定的附加荷載作用。應(yīng)認(rèn)真設(shè)計(jì)空氣支承膜結(jié)構(gòu)的所有錨固構(gòu)件。

5) 出入口處的門框與周邊的膜應(yīng)分別設(shè)計(jì)，以保證門框不受到膜結(jié)構(gòu)變形的影響。此外門框與膜的連接，應(yīng)做到在門框結(jié)構(gòu)受荷載變形時(shí)不會(huì)使周邊的膜產(chǎn)生過大的應(yīng)力。

空間膜結(jié)構(gòu)膜結(jié)構(gòu)選型

1) 除小跨度結(jié)構(gòu)外，膜結(jié)構(gòu)中的膜材總是與其他構(gòu)件共同承重。目前，國內(nèi)外對(duì)膜結(jié)構(gòu)的形式有很多種不同分類方法，尚未統(tǒng)一。本規(guī)程按膜材及其相關(guān)構(gòu)件的受力方式分成四種形式，是一種比較科學(xué)的分類方法。

2) 整體張拉式膜結(jié)構(gòu)主要由索和膜構(gòu)成，兩者共同起承重作用，通過支承點(diǎn)和錨固點(diǎn)形成整體。

3) 骨架支承式膜結(jié)構(gòu)由鋼構(gòu)件（如拱、鋼架）或其他鋼性結(jié)構(gòu)起承重作用，膜材主要起圍護(hù)作用。

4) 索系支承式膜結(jié)構(gòu)主要由索、桿和膜構(gòu)成，三者共同起承重作用。在通常所稱的張拉整體（tensegrity）結(jié)構(gòu)中，如采用膜材，即屬于索系支承膜結(jié)構(gòu)。另外比較流行的索穹頂結(jié)構(gòu)（cabledome）也屬于此類。

5) 以空氣作為一種支承方式，是膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)特點(diǎn)，一般也成為充氣結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)與構(gòu)造與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有許多不同之處。

空間膜結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)

1) 膜結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)方式與一般建筑有所不同，在建筑單位方案設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)充分考慮到不同表現(xiàn)方式的相容與協(xié)調(diào)，并注意利用膜結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)所具有的形象特點(diǎn)，因勢(shì)利導(dǎo)。膜結(jié)構(gòu)建筑的方案設(shè)計(jì)應(yīng)由建筑師與膜結(jié)構(gòu)工程師共同完成。設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)考慮膜結(jié)構(gòu)體系的特殊性，從建筑功能和結(jié)構(gòu)受力性能入手，創(chuàng)造出形式完美、構(gòu)造合理的膜結(jié)構(gòu)建筑。

2) 各國對(duì)于膜材的耐火等級(jí)和防火要求各不相同。一般來說，耐火等級(jí)與材料價(jià)格直接有關(guān)。當(dāng)有條件時(shí)應(yīng)盡量采用不然類膜材。當(dāng)永久性建筑采用阻燃類膜材時(shí)，尚應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)叵啦块T的要求采取必要的防火措施。

3) 結(jié)構(gòu)建筑采用的膜材一般均具有透光特性。由于漫射光的作用，膜材覆蓋的空間內(nèi)將呈現(xiàn)特殊的光學(xué)效果（有明顯光感但無陰影），建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)予以合理利用。采用雙層膜構(gòu)造時(shí)，應(yīng)考慮到透光率的折減。

4) 膜結(jié)構(gòu)建筑的保溫隔熱性能較差，目前已廣泛使用的膜材，自身并不能較好的隔絕外部溫度的影響。單層膜結(jié)構(gòu)僅適用于敞開式建筑或氣候較溫和的地區(qū)。對(duì)于封閉式建筑，應(yīng)注意采用其他構(gòu)造方式解決保溫隔熱問題。雙層膜構(gòu)造可以較好的滿足保溫、隔熱要求，兩層之間的空氣隔離層一般為30cm左右，但應(yīng)注意處理雙層膜內(nèi)部結(jié)露問題。

5) 膜結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)有足夠的坡度以解決排水問題并預(yù)防積雪。屋面排水設(shè)計(jì)從方案階段就應(yīng)予重視，一面造成重大工程隱患。采取有組織排水式時(shí)，應(yīng)注意采取對(duì)建筑物墻面或地面的防污染措施。

6) 從空氣支承膜結(jié)構(gòu)過去發(fā)生的事故來看，大部分是在強(qiáng)風(fēng)或大雪時(shí)，膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大變形而使膜材于內(nèi)部或外部物體相碰，在接觸點(diǎn)處膜材受到損壞，導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)破壞。因此，膜材與內(nèi)部、外部物體應(yīng)保持一定距離，即使在最不利工況下也不應(yīng)接觸。此外，物體如有尖角、銳角，也應(yīng)加以防護(hù)。

空間膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1) 國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068修訂后對(duì)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)X做了兩點(diǎn)改變：（1）X不僅考慮結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，而且考慮了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限；（2）將原標(biāo)準(zhǔn)X取值中的“等于”改為“不應(yīng)小于”，使不同投資者對(duì)結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)有更多的選擇余地。對(duì)于一般工業(yè)與民用建筑膜結(jié)構(gòu)，其安全等級(jí)多為二級(jí)，其設(shè)計(jì)使用年限多為50年，因此其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)不應(yīng)小于1.0；對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為15~25年的易于更換膜材的膜結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)可適當(dāng)降低，取為不小于0.95；對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為5年的臨時(shí)性的膜結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)可取不小于0.9.應(yīng)該指出，膜結(jié)構(gòu)下部的鋼或鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)使用年限仍可采用50年，當(dāng)膜結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限時(shí)，可以更換膜材，從而達(dá)到與下部結(jié)構(gòu)同樣的設(shè)計(jì)使用年限。

2) 本條系根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定，對(duì)于承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求采用不同的荷載組合。結(jié)合膜結(jié)構(gòu)的具體情況，按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮荷載效應(yīng)的基本組合，采用荷載設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，不考慮偶然組合；按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值、組合值和變形限值進(jìn)行計(jì)算，不考慮其他組合。

3) 本條列出了作用在膜結(jié)構(gòu)上的各種荷載，其中溫度變化、支座不均勻沉降和施工荷載可根據(jù)工程具體情況予以考慮，地震作用在本規(guī)程第5.1.5條中規(guī)律可不考慮。施工荷載可根據(jù)工程安裝的特點(diǎn)確定，有時(shí)不僅要考慮均布荷載，還有考慮安裝或檢修時(shí)的集中荷載。

4) 目前，我國的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都參照國外的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，荷載組合采用長期與短期兩種情況（日本規(guī)范稱為持久與臨時(shí)荷載），并分別規(guī)定了不同的安全系數(shù)。由于膜結(jié)構(gòu)受力具有較強(qiáng)的幾何非線性，其各項(xiàng)荷載效應(yīng)不能進(jìn)行線性組合，因此本條規(guī)定采用兩種組合類別，其中，第一類組合相當(dāng)于長期（持久）荷載組合，第二類組合相當(dāng)于短期（臨時(shí)）荷載組合，并以抗力分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5) 風(fēng)荷載是膜結(jié)構(gòu)的主要荷載。由于膜結(jié)構(gòu)的體型較復(fù)雜，而《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009所提供的建筑體型有限，所以膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)一般需要通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定。當(dāng)所設(shè)計(jì)的膜結(jié)構(gòu)為園林景觀小品或臨時(shí)性建筑時(shí)，可參考以往的工程經(jīng)驗(yàn)確定風(fēng)荷載體型系數(shù)。

6) 作為屋面的膜結(jié)構(gòu)多為負(fù)高斯曲率曲面，結(jié)構(gòu)上所受的雪荷載一般為非均勻分布，因此應(yīng)根據(jù)不同的曲面形狀、曲率變化調(diào)整雪荷載分布系數(shù)的取值。

7) 膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了保證結(jié)構(gòu)體系的整體穩(wěn)定外，還應(yīng)保證在局部膜片破壞或局部索推出工作時(shí)不致引起結(jié)構(gòu)整體失效。由于膜材在拉力作用下存在松弛、徐變等問題，張拉式膜結(jié)構(gòu)在正常使用1~2年后需要進(jìn)行第二次張拉，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩次張拉對(duì)結(jié)構(gòu)整體的影響。

8) 由于材料自身存在老化問題，各類膜材均有一定的使用年限。對(duì)于永久性建筑，當(dāng)膜材達(dá)到使用年限或部分膜片在使用期間出現(xiàn)破損時(shí)，需要進(jìn)行更換，這一點(diǎn)在結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)時(shí)宜予以考慮。

6.1 一般規(guī)定

6.1.7 膜結(jié)構(gòu)中的金屬連接件直接與膜材相連，易受外界影響而銹蝕，不但易污染膜材，影響美觀。而且往往會(huì)引起截面削弱而產(chǎn)生安全隱患，因此，全部金屬連接件均應(yīng)進(jìn)行防腐處理。

6.1.8 膜材對(duì)缺陷比較敏感。若膜材中存在小孔、裂紋等缺陷，膜材強(qiáng)度將有較大降低。在膜材與支承骨架相連處的毛刺 、尖角、尖點(diǎn)將使該處出現(xiàn)應(yīng)力集中。對(duì)膜材涂層的擦傷也會(huì)影響膜材的使用壽命。

6.2 膜材的連接

6.2.1 膜結(jié)構(gòu)的空間曲面是由許多平面膜材經(jīng)裁剪設(shè)計(jì)搭界而成，膜材幅寬較小，因此膜片間需經(jīng)接縫連接。膜材接縫的連接應(yīng)根據(jù)不同膜材選用不同的方式。粘結(jié)結(jié)合耐久性較差，不宜采用?？p合和機(jī)械連接方式易造成截面削弱，使用時(shí)應(yīng)予注意。膜材的主要受力接縫宜采用熱合方法連接。

6.2.5 當(dāng)膜面跨度較大時(shí)可采用拉索進(jìn)行加強(qiáng)。常用的拉索主要有鋼絲拉束、鋼絞線、鋼絲繩等。為美觀與防腐需要也可采用鍍鋅鋼絲繩、不銹鋼纜繩、鋼棒等。不論采用何種鋼索都應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)受力的輕度要求。

6.3 膜材與支承骨架、鋼索、邊緣構(gòu)件的連接

6.3.2 膜材與鋼索可以單邊或雙邊連接。簡單的連接方法是將鋼索穿入與膜材熱合的邊套中。對(duì)重要工程，可采用鋁合金或不銹鋼夾板和連接件來連接膜材與鋼索。

6.3.3 當(dāng)膜材直接連接于鋼性邊界上時(shí)，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)直角或銳角的邊界形狀，以減少安裝難度，并避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。

6.4 鋼索及其端部連接

夾具是節(jié)點(diǎn)中用以固定鋼索的主要部件，可采用鋁合金、不銹鋼、熱鍍鋅鋼等材料。夾具主要通過高強(qiáng)螺栓等用上下兩塊夾板鋼索夾緊。

鋼索錨固是膜結(jié)構(gòu)中傳力的重要環(huán)節(jié)。壓接式連接件是握裹式錨具中的主要形式。通常采用鋁合金或其他高強(qiáng)材料做成索套，在高壓下壓成形，主要用于直徑較小的柔性鋼索。澆鑄式連接件分冷鑄和熱鑄兩種。冷鑄錨具是將鐵屑和環(huán)氧樹脂攪拌后澆鑄入錨杯，與鋼絲凝固后形成毛塞。熱鑄錨具是采用低熔點(diǎn)的合金進(jìn)行澆鑄，早期采用的是鉛鋅合金，現(xiàn)在通常采用巴氏合金，這種錨具主要用于錨固高強(qiáng)鋼絲束。

鋼構(gòu)件、拉索安裝

現(xiàn)場應(yīng)具備的安裝條件包括：支撐結(jié)構(gòu)已完成施工，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；具備構(gòu)件堆放和組對(duì)場地；具備吊車出入通道和支吊場地等。

膜結(jié)構(gòu)是一種整體空間結(jié)構(gòu)體系，支撐位置的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)體系中的內(nèi)力分布。為使工程與設(shè)計(jì)假定相一致，必須嚴(yán)格控制支撐結(jié)構(gòu)和預(yù)埋件的尺寸偏差。

膜單元安裝

為使膜單元保持清潔，應(yīng)避免土建施工時(shí)引起的揚(yáng)塵和外裝飾工程中使用的涂料對(duì)膜面造成污染。膜結(jié)構(gòu)安裝時(shí)應(yīng)注意安全，除8.2.6條指出的安裝時(shí)的氣象條件外，對(duì)保證安全的設(shè)施、施工人員的安全裝備和注意事項(xiàng)，應(yīng)由施工單位制定具體的措施。

膜單元在地面或高空作業(yè)平臺(tái)上展開前，應(yīng)先清潔地面或平臺(tái)并鋪設(shè)保護(hù)膜。在空中展開或吊裝膜單元時(shí)，應(yīng)避免吊點(diǎn)受力過大造成膜材撕裂。

所采取的臨時(shí)固定措施應(yīng)能抵抗施工期間可能發(fā)生的強(qiáng)風(fēng)，還應(yīng)使膜面不積水。

施加預(yù)張力

設(shè)置可調(diào)部件是為了適應(yīng)制作和安裝誤差?？烧{(diào)部件上應(yīng)有設(shè)計(jì)位置的標(biāo)示。

確定施力位置時(shí)應(yīng)注意以下各點(diǎn)：通過該點(diǎn)應(yīng)能將力均勻傳遞至周邊各點(diǎn)，不致有死角；受力部件的力值不宜過大；便于整個(gè)結(jié)構(gòu)體系安裝；掌握施力機(jī)具的人員易于操作。

確定施力點(diǎn)位移量時(shí)應(yīng)注意便于索膜安裝，要適當(dāng)留有余量，以消除整個(gè)結(jié)構(gòu)體系積累的誤差。

在施力點(diǎn)檢測(cè)力值是檢查工程施工結(jié)果與設(shè)計(jì)假定吻合程度的重要手段，但目前尚不能普遍實(shí)行，只能對(duì)有代表性的施力點(diǎn)進(jìn)行力值抽檢。

膜結(jié)構(gòu)竣工后要十分重視圍護(hù)和保養(yǎng)，以保證正常使用，這與一般建筑物是不同的。 在竣工后的一段時(shí)間內(nèi)，制作安裝單位應(yīng)負(fù)責(zé)檢查和圍護(hù)，并向使用單位提供保養(yǎng)圍護(hù)手冊(cè)。膜結(jié)構(gòu)的長期維修和保養(yǎng)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)。

空氣支撐膜結(jié)構(gòu)應(yīng)始終保持設(shè)計(jì)的工作內(nèi)壓，其目的是保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并防止在大風(fēng)或積雪下過度變形

膜結(jié)構(gòu)、鋼構(gòu)件、索等在制作、安裝過程中均可能出現(xiàn)尺寸偏差，膜面還可能出現(xiàn)局部褶皺，如經(jīng)設(shè)計(jì)、制作、安裝方協(xié)商，認(rèn)為不影響安全使用，可以不作處理。

目前國內(nèi)外尚無能夠準(zhǔn)確量測(cè)膜面張力的儀器，此項(xiàng)規(guī)定不要求強(qiáng)制執(zhí)行，但要求 進(jìn)行過程控制，并左經(jīng)驗(yàn)判斷。

膜結(jié)構(gòu)工程中施加預(yù)張力是一個(gè)關(guān)鍵性的施工環(huán)節(jié)，其施加過程和施加數(shù)值均應(yīng)包含在施工現(xiàn)場質(zhì)量檢驗(yàn)記錄中。

空氣支撐膜結(jié)構(gòu)與常規(guī)結(jié)構(gòu)不同之處在于必須充氣才能使用，因此，驗(yàn)收前必須進(jìn)行充氣系統(tǒng)的測(cè)試。

空間膜結(jié)構(gòu)選型-天發(fā)空間膜設(shè)計(jì)專家

1、 除小跨度結(jié)構(gòu)外，膜結(jié)構(gòu)中的膜材總是與其他構(gòu)件共同承重。目前，國內(nèi)外對(duì)膜結(jié)構(gòu)的形式有很多種不同分類方法，尚未統(tǒng)一。本規(guī)程按膜材及其相關(guān)構(gòu)件的受力方式分成四種形式，是一種比較科學(xué)的分類方法。

2、 整體張拉式膜結(jié)構(gòu)主要由索和膜構(gòu)成，兩者共同起承重作用，通過支承點(diǎn)和錨固點(diǎn)形成整體。骨架支承式膜結(jié)構(gòu)由鋼構(gòu)件（如拱、鋼架）或其他鋼性結(jié)構(gòu)起承重作用，膜材主要起圍護(hù)作用。

3、 索系支承式膜結(jié)構(gòu)主要由索、桿和膜構(gòu)成，三者共同起承重作用。在通常所稱的張拉整體（tensegrity）結(jié)構(gòu)中，如采用膜材，即屬于索系支承膜結(jié)構(gòu)。另外比較流行的索穹頂結(jié)構(gòu)（cabledome）也屬于此類。

4、 以空氣作為一種支承方式，是膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)特點(diǎn)，一般也成為充氣結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)與構(gòu)造與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有許多不同之處。

合肥飛騰空間膜結(jié)構(gòu)有限公司是中國膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的領(lǐng)頭軍，也是國內(nèi)膜結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展最迅速的企業(yè)之一。公司經(jīng)營范圍從方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靜動(dòng)力偵探分析、找形裁剪設(shè)計(jì)到加工制作、整體安裝與調(diào)試及使用維護(hù)全過程服務(wù)。公司有一批德才兼?zhèn)洌艽騽僬痰母咚刭|(zhì)專業(yè)化膜結(jié)構(gòu)施工團(tuán)隊(duì)，員工憑著極強(qiáng)的事業(yè)心和豐富的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)以“勤勉進(jìn)取、銳意創(chuàng)新、至誠至信”的精神使公司得到迅速健康發(fā)展 。

公司下設(shè)財(cái)務(wù)部、市場部、工程部、設(shè)計(jì)部、質(zhì)檢部、加工廠、總經(jīng)辦等部門。國內(nèi)外膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域競爭日趨激烈，飛騰將繼續(xù)始終以市場為導(dǎo)向，誠信為本，強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部管理，積極向外發(fā)展的市場戰(zhàn)略；堅(jiān)持不斷提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為客戶提供高水平專業(yè)化的服務(wù)；公司保持始終處于行業(yè)的領(lǐng)先地位，積極引導(dǎo)膜結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展方向，并力爭通過不斷的創(chuàng)新和發(fā)展結(jié)合空間美學(xué)與現(xiàn)代科技的極致演繹，為人們創(chuàng)造視野上的空間效果。

飛騰人始終堅(jiān)持以寶貴的真誠，執(zhí)著的熱心對(duì)客戶傾注關(guān)懷，奉行“服務(wù)以人為本”的原則,為相濡以沫的新老客戶朋友提供熱誠周到的服務(wù)。

業(yè)務(wù)范圍：

1、膜結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、技術(shù)咨詢；

2、膜結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)計(jì)算、靜動(dòng)力力學(xué)計(jì)算分析；

3、膜找形設(shè)計(jì)、膜裁剪設(shè)計(jì)； 4、膜成品加工、制作、安裝；

5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工制作及安裝；

6、膜結(jié)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)；

1、國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068修訂后對(duì)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)X做了兩點(diǎn)改變：（1）X不僅考慮結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)，而且考慮了結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限；（2）將原標(biāo)準(zhǔn)X取值中的“等于”改為“不應(yīng)小于”，使不同投資者對(duì)結(jié)構(gòu)安全度設(shè)計(jì)有更多的選擇余地。對(duì)于一般工業(yè)與民用建筑膜結(jié)構(gòu)，其安全等級(jí)多為二級(jí)，其設(shè)計(jì)使用年限多為50年，因此其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)不應(yīng)小于1.0；對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為15~25年的易于更換膜材的膜結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)可適當(dāng)降低，取為不小于0.95；對(duì)于設(shè)計(jì)使用年限為5年的臨時(shí)性的膜結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)可取不小于0.9.應(yīng)該指出，膜結(jié)構(gòu)下部的鋼或鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)使用年限仍可采用50年，當(dāng)膜結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限時(shí)，可以更換膜材，從而達(dá)到與下部結(jié)構(gòu)同樣的設(shè)計(jì)使用年限。

2、本條系根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定，對(duì)于承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求采用不同的荷載組合。結(jié)合膜結(jié)構(gòu)的具體情況，按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮荷載效應(yīng)的基本組合，采用荷載設(shè)計(jì)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，不考慮偶然組合；按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，只考慮荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值、組合值和變形限值進(jìn)行計(jì)算，不考慮其他組合。

3、本條列出了作用在膜結(jié)構(gòu)上的各種荷載，其中溫度變化、支座不均勻沉降和施工荷載可根據(jù)工程具體情況予以考慮，地震作用在本規(guī)程第5.1.5條中規(guī)律可不考慮。施工荷載可根據(jù)工程安裝的特點(diǎn)確定，有時(shí)不僅要考慮均布荷載，還有考慮安裝或檢修時(shí)的集中荷載。

4、目前，我國的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都參照國外的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行，荷載組合采用長期與短期兩種情況（日本規(guī)范稱為持久與臨時(shí)荷載），并分別規(guī)定了不同的安全系數(shù)。由于膜結(jié)構(gòu)受力具有較強(qiáng)的幾何非線性，其各項(xiàng)荷載效應(yīng)不能進(jìn)行線性組合，因此本條規(guī)定采用兩種組合類別，其中，第一類組合相當(dāng)于長期（持久）荷載組合，第二類組合相當(dāng)于短期（臨時(shí)）荷載組合，并以抗力分項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5、風(fēng)荷載是膜結(jié)構(gòu)的主要荷載。由于膜結(jié)構(gòu)的體型較復(fù)雜，而《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009所提供的建筑體型有限，所以膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)一般需要通過風(fēng)洞試驗(yàn)來確定。當(dāng)所設(shè)計(jì)的膜結(jié)構(gòu)為園林景觀小品或臨時(shí)性建筑時(shí)，可參考以往的工程經(jīng)驗(yàn)確定風(fēng)荷載體型系數(shù)。

6、作為屋面的膜結(jié)構(gòu)多為負(fù)高斯曲率曲面，結(jié)構(gòu)上所受的雪荷載一般為非均勻分布，因此應(yīng)根據(jù)不同的曲面形狀、曲率變化調(diào)整雪荷載分布系數(shù)的取值。

7、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，除了保證結(jié)構(gòu)體系的整體穩(wěn)定外，還應(yīng)保證在局部膜片破壞或局部索推出工作時(shí)不致引起結(jié)構(gòu)整體失效。由于膜材在拉力作用下存在松弛、徐變等問題，張拉式膜結(jié)構(gòu)在正常使用1~2年后需要進(jìn)行第二次張拉，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩次張拉對(duì)結(jié)構(gòu)整體的影響。

由于材料自身存在老化問題，各類膜材均有一定的使用年限。對(duì)于永久性建筑，當(dāng)膜材達(dá)到使用年限或部分膜片在使用期間出現(xiàn)破損時(shí)，需要進(jìn)行更換，這一點(diǎn)在結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)時(shí)宜予以考慮。