張拉膜結(jié)構(gòu)的獨(dú)特曲面外形使其具有強(qiáng)烈的雕塑感。膜面通過張力達(dá)到自平衡。負(fù)高斯膜面高低起伏具有的平衡感使體型較大的結(jié)構(gòu)看上去像擺脫了重力的束縛般輕盈地 雕塑般的質(zhì)感令人激動(dòng)飄浮于天地之間。無論室內(nèi)還是室外這種雕塑般的質(zhì)感都令人激動(dòng)。張拉膜結(jié)構(gòu)可使建筑師設(shè)計(jì)出各種張力自平衡、復(fù)雜且生動(dòng)的空間形式。在一天內(nèi)隨著光線的變化，雕塑般的膜結(jié)構(gòu)通過光與影而呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。日出和日落時(shí)，低入射角度的光線將突現(xiàn)屋頂?shù)那�率和浮雕效果，太陽位于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，膜結(jié)構(gòu)的流線型邊界在地面上投入彎彎曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性，經(jīng)過設(shè)計(jì)的人工燈光也可使膜結(jié)構(gòu)成為光的雕塑 [3] 。安全性按照現(xiàn)有的各國(guó)規(guī)范和指南設(shè)計(jì)的的輕型張拉膜結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性。輕型結(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(xiǎn)性也較傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)小。膜結(jié)構(gòu)發(fā)生撕裂時(shí)，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(xiǎn)性會(huì)更小。膜結(jié)構(gòu)的柔性使其在任一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(jì)和調(diào)整。設(shè)計(jì)要確何膜面與其輔助結(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。其它功能編輯由于張拉膜結(jié)構(gòu)的自身特性，其可以滿足從簡(jiǎn)單遮陽結(jié)構(gòu)到功能復(fù)雜的大型建筑等許多不同的建筑功能要求，并形態(tài)極具表現(xiàn)力且對(duì)于有些功能要求只有它才是最為適合的。1、 極具表現(xiàn)力的建筑形態(tài)：具有特定功能的建筑都可通過立意得以表達(dá)，張拉膜結(jié)構(gòu)的獨(dú)特外形體現(xiàn)了建筑自身的自然美感。這些建筑形態(tài)本身和與其相協(xié)調(diào)的傳統(tǒng)建筑一起構(gòu)成了令人興致盎然的地面標(biāo)志性建筑。優(yōu)秀的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)與外形的有機(jī)融合，使其顯得了類拔萃，同時(shí)與自然環(huán)境、歷史及現(xiàn)代的城市景觀有機(jī)結(jié)合。輕型結(jié)構(gòu)可以看成是大型的雕塑作品，可為其周邊空間增添活力，成為周圍環(huán)境的補(bǔ)充和焦點(diǎn)。2、 抵御天氣的影響：膜屋面的一個(gè)重要作用就是抵御各種天氣變化（如日曬、雨淋、風(fēng)雪等）對(duì)其內(nèi)部空間的影響，保持建筑物內(nèi)部的舒適性。選擇膜面的形態(tài)和材料時(shí)要考慮到所有可能的天氣狀況，并盡可能利用建筑本身等被動(dòng)方法來減少能量的消耗。多孔膜材可用作遮蔽結(jié)構(gòu)。它可以控制光的透射和反射，使室內(nèi)擁有散射光，并且促進(jìn)自然通風(fēng)，使屋面溫度與周圍環(huán)境的溫度相同，并避免向下的熱輻射。為了抵擋風(fēng)雪，膜面的外形應(yīng)使排水通暢使捷，避免在其上形成水兜或雪的堆積。在施加預(yù)應(yīng)力前的安裝成形階段，張拉膜結(jié)構(gòu)對(duì)這些荷載十分敏感。為了能將雨水排除，膜材和接縫須密封防水，膜邊緣也必須進(jìn)行特殊的細(xì)部設(shè)計(jì)，以防止雨水進(jìn)入室內(nèi)。3、 可移動(dòng)性和臨時(shí)性：與其它結(jié)構(gòu)相比的另一個(gè)突出優(yōu)勢(shì)是輕型結(jié)構(gòu)對(duì)環(huán)境的影響具有可調(diào)和性。另外它還有兩個(gè)重要的特性，即可移動(dòng)性和靈活性。 結(jié)構(gòu)可以在不同的地點(diǎn)反復(fù)拆建，這就是張拉膜結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)。它將游牧式與定居式的建筑融為一體。膜材輕柔的特點(diǎn)使其方便運(yùn)輸，且易于迅速搭建，而閑置時(shí)占用空間很小。這種特性使膜結(jié)構(gòu)十分適于用作臨時(shí)性可移動(dòng)建，特別是在發(fā)生突然災(zāi)難或遇到緊急情況而需要在短時(shí)間內(nèi)為大量人員提供庇護(hù)所的時(shí)候。另一方面，可移動(dòng)薄膜結(jié)構(gòu)除具有與建筑相媲美的舒適性外，它還引入了建筑行業(yè)的一個(gè)新概念，即將房屋的所有權(quán)與土地的所有權(quán)相分離。建筑不再是不可移動(dòng)的，而是可移動(dòng)的。這種可移動(dòng)性和可重復(fù)使用的特點(diǎn)對(duì)加速現(xiàn)代城市的發(fā)展和建筑功能在某些特殊領(lǐng)域中的轉(zhuǎn)變具有重要的意義。4、 可展性和自適應(yīng)性：可展結(jié)構(gòu)可以看作是一種人造的自適應(yīng)體系，同許多自然有機(jī)體一樣，可根據(jù)需要改變自身的形式。它們的空間布置和對(duì)天氣變化的反應(yīng)具有靈活性和自適應(yīng)性。通過控制自然光和內(nèi)部溫充可達(dá)到主動(dòng)節(jié)能的目的。可展結(jié)構(gòu)即可開敞也可閉合，它的靈活性使其可以改變空間的屬性。精心設(shè)計(jì)的可展屋蓋的優(yōu)雅滑動(dòng)體現(xiàn)了人與自然的和諧。它被稱作是一種創(chuàng)造，輕型與可展性的充分結(jié)合形成了“免施工房屋”的概念，這種結(jié)構(gòu)任何需要的時(shí)間或地點(diǎn)均可實(shí)現(xiàn)。

　　城市的交通樞紐是城市命脈的關(guān)鍵性建筑，使用功能要求建筑物各組張拉膜結(jié)構(gòu)張拉膜結(jié)構(gòu)成單元的標(biāo)志明確。因而近來年，這類建筑越來越多采用膜結(jié)構(gòu)。建筑膜材料的使用壽命為25年以上。在使用期間，在雪或風(fēng)荷載作用下均能保持材料的力學(xué)形態(tài)穩(wěn)定不變。建成於1973年的美國(guó)加州La Verne大學(xué)的學(xué)生活動(dòng)中心是已有23年歷史的張拉膜結(jié)構(gòu)建筑．跟蹤測(cè)試與材料的加載與加速氣候變化的試驗(yàn)，證明它的膜材料的力學(xué)性能與化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)下降了20%至30%，但仍可正常使用。膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學(xué)物質(zhì)的微粒極難附著與滲透，經(jīng)雨水的沖刷建筑膜可恢復(fù)其原有的清潔面層與透光性。張拉整體結(jié)構(gòu)（Tensegrity）是由一組連續(xù)的拉桿和連續(xù)的或不連續(xù)的壓桿組合而成的自應(yīng)力、自支撐的網(wǎng)狀桿系結(jié)構(gòu)，其中「不連續(xù)的壓桿」的含義是壓桿的端部互不接觸，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)上只連接一個(gè)壓桿。 Tensegrity是美國(guó)建筑師 R.B.Fuller首先提出的一種結(jié)構(gòu)思想，他認(rèn)為宇宙的運(yùn)行就是按照張拉整體的原理進(jìn)行的，即萬有引力是一個(gè)平衡的張力網(wǎng)，各個(gè)星球是這個(gè)網(wǎng)中的一個(gè)個(gè)獨(dú)立的孤立點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)體系中的索網(wǎng)就相當(dāng)於宇宙中的萬有引力，獨(dú)立的受壓桿件相當(dāng)於宇宙中的星球。

　　本公司進(jìn)行索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件有四種，分別為EASY 7.0，SMCAD，3D3S，STAAD PRO，其中前面兩種主要是作為膜的找形和裁剪設(shè)計(jì)，而后面兩種則作為鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。下面分別對(duì)每一種軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 EASY 7.0是從德國(guó)進(jìn)口的采用較早的一種膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，該軟件采用力密度法原理進(jìn)行找形，同時(shí)采用測(cè)地線原理對(duì)空間曲面展開成平面進(jìn)行裁剪下料。無數(shù)個(gè)工程實(shí)例證明，該軟件是得信賴的，同時(shí)也是和經(jīng)濟(jì)的一種設(shè)計(jì)軟件，目前在世界范圍內(nèi)也得到很大的推廣。SMCAD是主要由上海交通大學(xué)開發(fā)的一種空間結(jié)構(gòu)軟件，主要是為膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)服務(wù)。該軟件采用第三牛頓定理對(duì)膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形，同時(shí)采用熱應(yīng)力原理進(jìn)行裁剪下料。該軟件在設(shè)計(jì)過程中，能保證膜和鋼結(jié)構(gòu)的同步設(shè)計(jì)，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的變形和位移得到控制。使安全和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得到了很大的保障。雖然使用時(shí)間較短，但得到了專家的一致好評(píng)，并于2004年通過了國(guó)際鑒定，有后來居上的勢(shì)頭。

　　3D3S是由上海同濟(jì)大學(xué)開發(fā)的專門進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軟件，該軟件從4.0版本發(fā)展到今天的8.0版本，不斷吸收實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，也不斷的得到提高和改善。該軟件和CAD完美的結(jié)合，采用空間建模方式，比較完美的模擬工程實(shí)例。無論是從廠房的設(shè)計(jì)到高層結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算，從結(jié)構(gòu)線性分析到結(jié)構(gòu)非線性分析，都經(jīng)受了較大的考驗(yàn)。不愧是國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)工程師從事設(shè)計(jì)的一件。STAAD PRO是最早從美國(guó)進(jìn)口的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，它主要采用美國(guó)規(guī)范，比較能跟國(guó)際接軌。在進(jìn)行較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，一般常用該軟件。其實(shí)并不僅僅它是從美國(guó)進(jìn)口而來，因?yàn)闊o論是在軟件的功能和穩(wěn)定性方面，以及計(jì)算結(jié)果都得到很高的評(píng)價(jià)。

　　綜上所述，我公司在進(jìn)行索膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，都是采用兩種軟件進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合工程師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化處理，力爭(zhēng)每個(gè)工程既經(jīng)濟(jì)又安全，符合國(guó)家規(guī)范，滿足客戶的經(jīng)濟(jì)要求。

　　景觀張拉膜作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨(dú)特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。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(diǎn)設(shè)計(jì)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。

　　透光性是現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)最被廣泛認(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(duì)于建筑節(jié)能十分重要。對(duì)于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。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(jì)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(duì)光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調(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(gè)百分點(diǎn)，膜屋面對(duì)于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感 [2] 。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(huì)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(huì)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(diǎn)可以激發(fā)人們的建筑設(shè)計(jì)靈感。不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性，不會(huì)因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)、可展開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和前提。

　　一、膜結(jié)構(gòu)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。

　　二、膜結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和等級(jí)、使用年限、使用功能、結(jié)構(gòu)跨度、防火要求、地區(qū)自然條件及膜材的耐用年限等要求進(jìn)行膜材選用。

　　三、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)荷載、支承條件、制作加工、施工工況及其它特殊條件進(jìn)行。

　　四、膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括形狀設(shè)計(jì)、荷載分析、裁剪設(shè)計(jì)、配件設(shè)計(jì)、支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　五、對(duì)膜結(jié)構(gòu)的形狀設(shè)計(jì)、荷載分析、裁剪設(shè)計(jì)，應(yīng)在考慮施工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行一體化的設(shè)計(jì)。

　　六、膜材只能承受拉力，不能承受壓力和彎矩。

　　七、膜面的主應(yīng)力應(yīng)小于膜材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，在荷載長(zhǎng)期作用下，最小主應(yīng)力應(yīng)大于等于維持其初始平衡形狀的應(yīng)力值。

　　八、膜結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮膜材的松弛、徐變、老化。

　　九、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮使用階段膜材替換對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響。

　　十、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮膜材破壞時(shí)，支承結(jié)構(gòu)仍應(yīng)保持自身的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。

　　膜材分類編輯

　　膜材分類

　　目前建筑膜材廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)是日本JISA-93所規(guī)定的A、B、C三類，是根據(jù)其防火性能的優(yōu)劣來劃分的。

　　A類

　　A類，以玻璃纖維織物為基材涂PTFE而成；

　　B類

　　B類次之，以玻璃纖維織物為基材涂PVC而成；

　　C類

　　C類是三類中最次的，以聚酯（滌綸）織物為基材涂PVC而成。按涂層材料分，有聚四（PTFE）、聚偏（PVDF）、聚（PVF）、聚（PVC）、聚氨酯