膜结构分类

1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）

以钢构或是集成材构成的屋顶骨架，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大，小规模的空间。

现今，城市中已越来越多地可以见到膜结构的身影。膜结构已经被应用到各类建筑结构中，在我们的城市中充当着不可或缺的角色。

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膜结构工程实例

1970年日本大阪万国博览会上的美国馆和富士馆均采用了膜结构建筑，在建筑行业引起了不小的轰动。1996年亚特兰大奥运会的“佐治亚穹顶”，拟椭圆形的尺寸达240m*193m。为了庆祝新千年的到来，英国在伦敦建成了直径达320m的“千气穹顶”。膜结构通过变形来适应外荷载，在此过程中荷载作用方向上的膜面曲率半径会减小，直至能更有效抵抗该荷载。整个展览大厅总面积为8万平方米。覆盖其上的是72块聚（PVC）涂层的玻璃纤维织物板，千年穹顶以其独特的膜结构，显示了当今建筑技术与材料科学的发展水平。

膜结构设计步骤

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，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。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。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。

膜结构设计：应变补偿

膜结构是在预张力作用下工作的，而膜材的裁剪下料是在无应力状态下进行的，因而在确定裁剪式样时，有一个对膜材释放预应力、进行应变补偿的问题。影响膜材应变补偿率的因素可归纳为以下几个方面：

（1）膜面的预应力值及膜材的弹性模量和泊松比，这是影响应变补偿率的直接因素。

（2）主应力方向与膜材经、纬向纤维间的夹角，这一问题变的重要是因为膜材是正交异性材料。

（3）热合缝及补强层，热合缝及补强层的性能不同于单层膜，其应变补偿应区别对待。

（4）环境温度及材料的热应变性能，尤其是双层膜结构环境温度相差较大时，要特别注意。

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。