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膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构（Tension/Suspension membrane structure）、骨架式膜结构（Frame membrane strcture，Cable dome membrane

structure）、组合式膜结构（Compound membrane structure）等几大类。

充气式膜结构又可分为气承式膜结构（Air-supported membrane structure）和气胀式膜结构(或叫气肋式膜结构)（Inflated membrane structure）。气承式膜结构是通过压力控制系统向建筑物室内充气，使室内外保持一定的压力差，膜体受到上浮力，并产生一定的预张力，以保证体系的刚度。室内设置空压自动调节系统，来不断地调整室内气压，以适应外部荷载的变化。气胀式膜结构是向单个膜构件内充气，使其保持足够的内压，多个膜构件进行组合形成一定形状的一个整体受力体系，这种结构对膜材自身的气密性要求很高，或需不断地向膜结构构件内充气。

张拉式膜结构是现代膜结构建筑的重要组成部分，膜面一般为负高斯曲面，因此，它体形丰富、自然流畅、曲面柔美，倍受建筑师们的青睐。但这种结构体系受力分析复杂，对施工精度要求高，因此，其设计计算、加工制作及施工工艺难度都较大。

骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架体系（一般是钢桁架体系、网架结构、索网结构或张拉整体体系等）与膜材料共同组成一个结构受力体系。该体系施工与常规结构相似（除索网或张拉整体体系等的自身施工外），较易被工程界理解和接受，但为了让膜具有一定的刚度，骨架体系提供给膜的支撑系统一般要有一定的曲度，并应设置向膜中施加预应力的机构。

组合式膜结构通常为在自身稳定的桁架体系上划分若干个单元，每个单元上布置张拉式膜结构单元，膜单元之间在受力上基本上是相互独立的，可以认为是多个简单张拉式膜结构单体的物理组合，受力的复杂性介于张拉式膜结构与骨架式膜结构之间。这种体系在目前膜结构体育场罩篷中也有较广泛的应用。

1. 高强度

膜材料是一种柔性织物，织物内部只有存在一定的应力场，才能获得一定的刚度。因此，对于膜结构而言，任何情况下不允许膜中有无应力状态。在高应力状态下，膜材料的抗拉强度越高，越不易发生徐变和老化；其次，在大跨度膜结构中，膜中应力往往较大，且对膜的安全度要求较高，一般在长期荷载作用下，安全系数取６～８，在短期荷载作用下，安全系数取４。安全系数考虑了以下几种不利因素：膜材料本身的强度和弹性常数有较大的变异性；膜结构计算假定及计算结果的不精确性；膜材料双向应力测试与实际情况的差异；紫外线照射下膜材的老化；动静力下膜材的疲劳；膜材制作和施工过程中的划伤和折叠等。因此，膜结构建筑中的膜材料必须具有较高的抗拉强度及抗撕裂强度。

2. 阻燃

膜建筑作为永久性或半永久性建筑，膜材本身必须应完全满足有关建筑材料防火指标的要求。以日本膜结构大国为例：他们早在20世纪80年代就已把膜结构成功地应用于诸多大型公共建筑中，并且玻璃纤维布基涂敷聚四氟乙烯膜材料（PTFE材料）也早已通过了国家防火测试试验，但至今仍没把膜材料作为不燃材料列入国家建筑标准，只是要求针对每个建筑单体膜材通过防火测试，满足要求即可。一般认为PTFE材料是不可燃材料，PVC材料是阻燃材料。

3. 耐久

膜材的耐久性不仅与其布基所用材料本身的性质有关，而且不同的涂层种类，对布基的保护程度各不相同，也影响着膜材的使用寿命。膜材老化的主要因素有：紫外线照射下，聚合物自身的化学不稳定；从膜的边缘或划伤处由于毛细虹吸水存在微生物的滋生而引起的发霉变质导致材料性质的退化。一般来说，PTFE材料的质保期在25年以上，PVC材料质保期在10年～15年，但到目前为止，PTFE材料工程有的已超过25年，PVC材料工程有的已超过20年，而继续正常使用。

4. 自洁

自洁性就是膜材料本身的防污自洁性能。由于PVC材料对紫外线的化学不稳定性，尤其在夏日里阳光下，PVC涂层易离析发粘，粘附尘埃，且不易被雨水冲掉，影响观瞻，减少使用寿命。因此，一般建筑用PVC膜材料，在PVC涂层外，再加一层PVF（聚氟乙烯）或PVDF（聚二氟乙烯）或有机硅面层，能有效地改善其自洁性。PTFE膜材料自身则具有很好的防污自洁性能，不需要添加任何面层材料。

5. 隔音

通常膜结构建筑位于市区内，有的建造在*繁华的闹市区，特别是用于音乐、娱乐等大型文化活动场所，人们即不希望外部噪音传入室内，干扰室内活动，也不希望室内声音扩散出去，为此对建筑的隔音提出较高的要求。单层膜隔音仅有10dB左右，因此，单层膜结构建筑往往用于对隔音要求不是太高的活动场所，或者通常用巧妙的设计、构造等手段来提高其隔音性能。目前有人提出增加膜材料的质量可提高其隔音性能，但真正能达到令人满意的性能指标，尚需待以时日。

6. 保温隔热

单层膜材料的保温性能大致相当于夹层玻璃，如果某建筑物对保温性能要求较高，就不得不考虑采用双层或多层膜，但双层或多层膜又损害了建筑物的透光性能，一般来说双层膜的透光率在4%～8%左右。透光性是膜建筑很吸引人的一个特点，有时很难让人在二者之间作出选择。为使上述矛盾达到协调统一，针对某个建筑物就必须寻求一种特定的方法，如寻求一种透光性好的内层膜材料等。一般来说，就同类膜材料而言，其透光性越高，强度就越低。

膜结构区别于传统结构的两个显著特点是轻和柔。轻，意味着结构自身的惯性力很小，地震作用的影响可以忽略不计，相比之下风对结构的影响更为重要；柔，意味着弯曲刚度很低，膜结构对外荷载的抵抗主要通过自身形状的改变来实现，即结构在荷载作用下会产生较大的变形，表现出明显的几何非线性特征。这些特点决定了膜结构是风敏感结构，抗风设计在膜结构的设计中占有特别重要的地位。

近年来，一些大型膜结构在强风作用下破坏的实例，也从另一个侧面证明了抗风设计的重要性。例如，美国佐治亚穹顶在建成3年后，于1995年的一次强风大雨袭击下，四片薄膜被撕裂，撕裂长度达10余米；加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场的可开启式膜屋盖在1999年冬天的一场暴风雪之后，一块膜屋盖突然破裂；韩国为2002年世足赛建造的济洲岛体育场挑篷膜结构在2002年6月和8月先后两次在台风的袭击下出现膜材撕裂现象。国内的膜结构工程实践时间虽然不长，但也出现了一些工程在施工过程中膜材被强风撕裂的情况，图1所示即为一例。特别值得说明的是，以上这些实例在破坏发生时，当地的风速均明显低于设计风速。这说明无论是在国内还是国外，膜结构的抗风设计理论都还不够成熟、 对某些情况下风作用的破坏机理尚不十分清楚。

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