因此初始預應力的張拉膜確定要通過荷載計算來確定。經過找形分析而形成的摸結構通常為三維不可展空間曲面，如何通過二維材料的裁剪，張拉形成所需要的三維空間曲面，是整個膜結構工程中膜結構是輕型空間結構的一個重要分支，除豐富多彩的造型外，還有優(yōu)異的建筑特性、結構特性、和適宜的經濟型，因此膜結構的誕生，就迅速在世界各地發(fā)展起來。而膜結構建筑主要分為張拉膜結構、骨架膜結構、充氣膜結構、索桁架膜結構、張拉整體與索穹頂膜結構。 充氣膜結構是一個相對密閉的空間結構，與傳統(tǒng)空間結構建筑不一樣的是，它通過風機向結構內部鼓風送氣，使膜結構內外保持一定的壓力差，以保證膜結構體系的剛度，維持所設計的形狀。 同時壓力控制系統(tǒng)可使結構維持一定的內外壓，保證結構穩(wěn)定性。 1917年，英國W.Lanchester 發(fā)明了一種充氣膜結構作為右外建筑屋面，這是一種安裝便捷、*經濟的屋面體系，但是他本人并未建成。 1946年，英國人Walter Bird建成現(xiàn)代充氣膜結構，多普勒雷達穹頂（Doppler Radome），直徑15m，矢高18.3m，采用以玻璃纖維為基布氯橡膠為涂層的膜材。 1950~1970年間，相繼在美國、德國等地建造了大量類似穹頂，直徑達到60m。 1970年日本大阪世博你（EXPO’70）為膜結構發(fā)展提供了契機。因日本多地震，且展館多位于軟土低級，因此，展館宜采用輕結構體系。由David Geiger完成結構設計的美國館，建成了大跨低輪廓充氣膜結構，平面為139m×78m的橢圓。 1972年~1984年，由David Geiger設計，Birdair公司在美國建成銀色穹頂（Silver Dome，220m×159m）等7座巨大型充氣膜結構，但多數(shù)膜結構被證明大跨度的膜結構難以有效抵抗惡劣氣候條件。 1988年，日本建成東京穹頂（Toyko Dome）。雖然充氣膜結構技術達到了一個新的臺階，但之后世界各地再也沒有建造過巨大型充氣膜結構建筑。 充氣膜結構在索穹頂體系出現(xiàn)之前，創(chuàng)造了段大跨建筑的輝煌發(fā)展史。
膜的材料分為織物膜材和箔片兩類。高強度箔片近幾年才開始應用于結構�？椢锸怯衫w維平織或曲織生成的，織物膜材已有較長的應用歷史。結構工程中的箔片都是由氟塑料制造的，它的優(yōu)點在于有很高的透光性和出色的防老化性。 [2] 膜結構建筑造型豐富多彩，千變萬化，按照支承方式分為充氣式膜結構、張拉膜結構和骨架支承膜結構。1.骨架式膜結構以鋼構或是集成材構成的屋頂骨架，在其上方張拉膜材的構造形式，下部支撐結構安定性高，因屋頂造型比較單純，開口部不易受限制，且經濟效益高等特點，廣泛適用于任何大，小規(guī)模的空間。2.張拉式膜結構以膜材、鋼索及支柱構成，利用鋼索與支柱在膜材中導入張力以達安 定的形式。除了可實踐具創(chuàng)意，創(chuàng)新且美觀的造型外，也是最能展現(xiàn)膜結 構精神的構造形式. 大型跨距空間也多采用以鋼索與壓縮材構成鋼索網來支撐上部膜材的形式。因施工精度要求]高，結構性能強，且具豐 富的表現(xiàn)力，所以*略高于骨架式膜結構。3.充氣式膜結構充氣式膜結構是將膜材固定于屋頂結構周邊，利用送風系統(tǒng)讓室內氣壓上升到一定壓力后，使屋頂內外產生壓力差，以抵抗外力，因利用氣壓來支 撐，及鋼索作為輔助材，無需任何梁，柱支撐，可得更大的空間，施工快捷，經濟效益高，但需維持進行24小時送風機運轉，在持續(xù)運行及機器維護費用的成本上較高。是由多種高強薄膜材料及加強構件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內部產生一定的預張應力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結構,并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。
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