張拉膜結(jié)構(gòu)的概念與組成

張拉膜結(jié)構(gòu)的概念與組成

張拉膜結(jié)構(gòu)是以薄膜為結(jié)構(gòu)材料，使用鋼索或剛性支撐桿對(duì)其施加預(yù)應(yīng)力使其獲得結(jié)構(gòu)剛度并承擔(dān)外部荷載，能夠覆蓋較大空間的結(jié)構(gòu)體系。是當(dāng)今社會(huì)科技進(jìn)步下的產(chǎn)物，綜合了建筑學(xué)、材料與構(gòu)造、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等等學(xué)科領(lǐng)域的新型結(jié)構(gòu)技術(shù)。

張拉膜結(jié)構(gòu)的基本組成單元為覆蓋的膜面與支承體系。膜面是由一塊或者幾塊大面積區(qū)域的的膜和很多小面積區(qū)域的膜構(gòu)成，膜材符合相關(guān)技術(shù)與性能要求。膜面既可承受荷載覆蓋屋面，又可作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)提供遮風(fēng)避雨的場(chǎng)所；張拉膜膜結(jié)構(gòu)支承體系是對(duì)膜材施加預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件，使膜材具備一定的結(jié)構(gòu)剛度，并將力傳遞到地面，可以是鋼結(jié)構(gòu)，也可是混凝土結(jié)構(gòu)。在預(yù)應(yīng)力作用下，張拉的膜面是穩(wěn)定的空間雙曲面，也就是負(fù)高斯曲面。負(fù)高斯曲面上每個(gè)點(diǎn)的兩個(gè)曲率半徑分別位于曲面的兩側(cè)，當(dāng)曲率較小時(shí)為了保持膜面的平衡必然需要較大的預(yù)應(yīng)力，反之，曲率較大時(shí)需要較小的預(yù)應(yīng)力。

張拉膜面和穩(wěn)定的支承體系是維持結(jié)構(gòu)體系存在的必要結(jié)構(gòu)單元。需要指出的是，膜在張拉膜結(jié)構(gòu)中不單單是覆蓋與維護(hù)作用的部分，而是行使重要結(jié)構(gòu)功能的部分，一旦膜面損壞斷裂，其下結(jié)構(gòu)支承體系將失去平衡而被破壞。