膜結(jié)構(gòu)的主要特點

膜結(jié)構(gòu)的主要特點

膜結(jié)構(gòu)作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰因如此，用膜結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設(shè)計方案。膜結(jié)構(gòu)的主要特點如下：

1.輕質(zhì)。張力結(jié)構(gòu)自重小的原因在于它依靠預(yù)應(yīng)力形態(tài)而非材料來保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的小得多，但卻具有良好的穩(wěn)定性。建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點設(shè)計和組織結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)件，將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機(jī)地統(tǒng)一起來。

2.透光性。透光性是現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)被廣泛認(rèn)可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度，這對于建筑節(jié)能十分重要，尤其是對于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑。通過自然采光與人工采光的綜合利用，膜材透光性可為建筑設(shè)計提供更大的美學(xué)創(chuàng)作空間。夜晚，透光性將膜結(jié)構(gòu)變成了光的雕塑。膜材透光性是由它的基層纖維，涂層及其顏色所決定的。標(biāo)準(zhǔn)膜材的光譜透射比在10％～20％之間，有的膜材的光譜透射比可以達(dá)到40％，而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過涂層的顏色或面層顏色來調(diào)節(jié)。通過膜材和透光保溫材料的適當(dāng)組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個百分點，膜屋面對于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感。能源損耗低；膜材料有較高的光反射性及較低的光吸收性，并且熱傳導(dǎo)較低，這極大程度上阻止太陽熱能進(jìn)入室內(nèi)。另外，膜材的半透明性保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦瓷涔庹彰魇覂?nèi)。

3.柔性。張拉膜結(jié)構(gòu)不是剛性的，其在風(fēng)荷載或雪荷載的作用下會產(chǎn)生變形。膜結(jié)構(gòu)通過變形來適應(yīng)外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小，直至能更有效抵抗該荷載。張拉結(jié)構(gòu)的靈活性使其可以產(chǎn)生很大的位移而不發(fā)生永久性變形。膜材的彈性性能和預(yù)應(yīng)力水平?jīng)Q定了膜結(jié)構(gòu)的變形和反應(yīng)。適應(yīng)自然的柔性特點可以激發(fā)人們的建筑設(shè)計靈感。不同的膜材的柔性程度也不相同，有的膜材柔韌性極佳，不會因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實現(xiàn)可移動，可展開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和前提。

4.雕塑感。建筑形體塑造自由：多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物更加多樣化，新穎美觀，同時體現(xiàn)結(jié)構(gòu)之美，且色彩豐富，可創(chuàng)造更自由的建筑形體和更豐富的建筑語言。

5.安全性。作為輕型結(jié)構(gòu)，膜結(jié)構(gòu)在地震等水平荷載作用下能保持很好的穩(wěn)定性。由于輕型結(jié)構(gòu)自重較輕，即使發(fā)生意外坍塌，其危險性也較傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)小。膜結(jié)構(gòu)發(fā)生撕裂時，若結(jié)構(gòu)布置能保證桅桿﹑梁等剛性支承構(gòu)件不發(fā)生坍塌，其危險性會更小。膜結(jié)構(gòu)的柔性使其在任意荷載作用下均以最有利的形態(tài)承載。當(dāng)然﹐結(jié)構(gòu)的布置和形狀要根據(jù)荷載情況來進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整。設(shè)計要確保膜面與其輔助結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，以避免力在膜面或輔助結(jié)構(gòu)上集中而達(dá)結(jié)構(gòu)破壞的臨界值。

6.經(jīng)濟(jì)性好。膜建筑屋面的重量僅為常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)屋面的1/30，這就降低了墻體和基礎(chǔ)的造價。同時膜建筑奇特的夜景效果有明顯的建筑可識別性和商業(yè)效應(yīng)，性價比更高。