設計基礎規定
1. 膜結構選型
1) 除小跨度結構外，膜結構中的膜材總是與其他構件共同承重。目前，國內外對膜結構的形式有很多種不同分類方法，尚未統一。本規程按膜材及其相關構件的受力方式分成四種形式，是一種比較科學的分類方法。
2) 整體張拉式膜結構主要由索和膜構成，兩者共同起承重作用，通過支承點和錨固點形成整體。
3) 骨架支承式膜結構由鋼構件（如拱、鋼架）或其他鋼性結構起承重作用，膜材主要起圍護作用。
4) 索繫支承式膜結構主要由索、杆和膜構成，三者共同起承重作用。在通常所稱的張拉整體（tensegrity）結構中，如採用膜材，即屬於索繫支承膜結構。另外比較流行的索穹頂結構（cabledome）也屬於此類。
5) 以空氣作為一種支承方式，是膜結構的乙個特點，一般也成為充氣結構，其設計與構造與傳統結構有許多不同之處。
2. 建築設計
1) 膜結構建築的表現方式與一般建築有所不同，在建築單位方案設計階段，就應充分考慮到不同表現方式的相容與協調，並注意利用膜結構建築技術所具有的形象特點，因勢利導。膜結構建築的方案設計應由建築師與膜結構工程師共同完成。設計時首先應考慮膜結構體系的特殊性，從建築功能和結構受力效能入手，創造出形式完美、構造合理的膜結構建築。
2) 各國對於膜材的耐火等級和防火要求各不相同。一般來說，耐火等級與材料**直接有關。當有條件時應盡量採用不然類膜材。
當永久性建築採用阻燃類膜材時，尚應根據當地消防部門的要求採取必要的防火措施。
3) 結構建築採用的膜材一般均具有透光特性。由於漫射光的作用，膜材覆蓋的空間內將呈現特殊的光學效果（有明顯光感但無陰影），建築設計中應予以合理利用。採用雙層膜構造時，應考慮到透光率的折減。
4) 膜結構建築的保溫隔熱性能較差，目前已廣泛使用的膜材，自身並不能較好的隔絕外部溫度的影響。單層膜結構僅適用於敞開式建築或氣候較溫和的地區。對於封閉式建築，應注意採用其他構造方式解決保溫隔熱問題。
雙層膜構造可以較好的滿足保溫、隔熱要求，兩層之間的空氣隔離層一般為30cm左右，但應注意處理雙層膜內部結露問題。
5) 膜結構建築應有足夠的坡度以解決排水問題並預防積雪。屋面排水設計從方案階段就應予重視，一面造成重大工程隱患。採取有組織排水式時，應注意採取對建築物牆面或地面的防汙染措施。
6) 從空氣支承膜結構過去發生的事故來看，大部分是在強風或大雪時，膜結構產生大變形而使膜材於內部或外部物體相碰，在接觸點處膜材受到損壞，導致膜結構破壞。因此，膜材與內部、外部物體應保持一定距離，即使在最不利工況下也不應接觸。此外，物體如有尖角、銳角，也應加以防護。
3. 結構設計
1) 國家標準《建築結構可靠度設計統一標準》gb50068修訂後對結構重要性係數x做了兩點改變：（1）x不僅考慮結構的安全等級，而且考慮了結構的設計使用年限；（2）將原標準x取值中的「等於」改為「不應小於」，使不同投資者對結構安全度設計有更多的選擇餘地。對於一般工業與民用建築膜結構，其安全等級多為二級，其設計使用年限多為50年，因此其結構重要性係數不應小於1.
0；對於設計使用年限為15~25年的易於更換膜材的膜結構，其結構重要性係數可適當降低，取為不小於0.95；對於設計使用年限為5年的臨時性的膜結構，其結構重要係數可取不小於0.9.
應該指出，膜結構下部的鋼或鋼筋混凝土承重結構，其設計使用年限仍可採用50年，當膜結構達到設計使用年限時，可以更換膜材，從而達到與下部結構同樣的設計使用年限。
2) 本條系根據現行國家標準《建築結構荷載規範》gb50009的規定，對於承載能力極限狀態和正常使用極限狀態，分別根據不同的設計要求採用不同的荷載組合。結合膜結構的具體情況，按承載能力極限狀態設計時，只考慮荷載效應的基本組合，採用荷載設計值和強度設計值進行計算，不考慮偶然組合；按正常使用極限狀態設計時，只考慮荷載效應的標準組合，採用荷載標準值、組合值和變形限值進行計算，不考慮其他組合。
3) 本條列出了作用在膜結構上的各種荷載，其中溫度變化、支座不均勻沉降和施工荷載可根據工程具體情況予以考慮，**作用在本規程第5.1.5條中規律可不考慮。
施工荷載可根據工程安裝的特點確定，有時不僅要考慮均布荷載，還有考慮安裝或檢修時的集中荷載。
4) 目前，我國的膜結構設計都參照國外的設計規範進行，荷載組合採用長期與短期兩種情況（日本規範稱為持久與臨時荷載），並分別規定了不同的安全係數。由於膜結構受力具有較強的幾何非線性，其各項荷載效應不能進行線性組合，因此本條規定採用兩種組合類別，其中，第一類組合相當於長期（持久）荷載組合，第二類組合相當於短期（臨時）荷載組合，並以抗力分項係數進行調節。
5) 風荷載是膜結構的主要荷載。由於膜結構的體型較複雜，而《建築結構荷載規範》gb50009所提供的建築體型有限，所以膜結構的風荷載體型係數一般需要通過風洞試驗來確定。當所設計的膜結構為園林景觀小品或臨時性建築時，可參考以往的工程經驗確定風荷載體型係數。
6) 作為屋面的膜結構多為負高斯曲率曲面，結構上所受的雪荷載一般為非均勻分布，因此應根據不同的曲面形狀、曲率變化調整雪荷載分布係數的取值。
7) 膜結構設計中，除了保證結構體系的整體穩定外，還應保證在區域性膜片破壞或區域性索推出工作時不致引起結構整體失效。由於膜材在拉力作用下存在鬆弛、徐變等問題，張拉式膜結構在正常使用1~2年後需要進行第二次張拉，結構設計時應考慮兩次張拉對結構整體的影響。
8) 由於材料自身存在老化問題，各類膜材均有一定的使用年限。對於永久性建築，當膜材達到使用年限或部分膜片在使用期間出現破損時，需要進行更換，這一點在結構整體設計時宜予以考慮。
材料 2. 膜材
1) 膜材的物理和化學效能對建築物的適用性壽命影響甚大，因此應根據使用功能合理選擇膜材型別。膜材的抗拉強度、抗撕裂強度、抗剝離強度、抗汙染和抗老化能力等是反映膜材效能的只要指標，設計時應予以綜合考慮做出適當選擇。膜材的**與其效能直接有關，表1表示常用膜材的**比例。
表1常用膜材的**比對
本規程將常用膜材按其基材分為g類（玻璃纖維）和p類（聚酯纖維）兩大類，再按其不同塗層分別給予代號。
2) 本條根據當前國內外生產廠所提供的膜材品種，按其抗拉強度一級相應的重要與厚度加以分級，以便在設計中選用。表4.1.
2-1、表4.2.2-2分別給出了g類和p類各級膜材的抗拉強度值，在設計中可作為抗拉強度標準值採用。
本規程採用以概率理論基礎的極限狀態設計方法進行設計，但由於對膜材的強度尚無條件進行數理統計，因此表中的數值還不是經過統計而得的保證率為95%的抗拉強度標準值。當生產廠有條件對其膜材產品提供具有95%保證率的抗拉強度統計資料時，在設計中允許採用高於表4.1.
2-1、表4.2.2-2規定的數值作為抗拉強度標準值。
3) 由於傳統的影響，膜材生產廠對其所生產膜材提供的質量保質期都偏低，實際上膜材的可使用年限均大於其質量保質期。表中，膜結構的設計使用年限是根據實際工程投入使用的經驗彙總而得。
2. 拉索和錨具
1) 拉索有多種鋼索可拱選擇。熱擠聚乙烯高強鋼絲索是由若干高強度鋼絲併攏經大節距扭絞、繞包，且在外皮擠包單護層或雙護層的高密度聚乙烯而形成，在重要工程中宜優先考慮採用。
2) 目前橋梁等設計中鋼索的抗拉能力是以容許承載力來表達的，採用單一安全係數k。本規程按國家標準《建築結構設計統一標準》gb50068採用的以概率理論為基礎的極限狀態設計方法，以多項係數代替了單一的安全係數。兩者相比，可以認為過去的單一的安全係數k中包含了鋼索分項係數x、永久荷載和可變荷載分項係數x、x。
由於目前尚無足夠的試驗資料來直接統計x值，在制訂本規程時只能按照過去採用的k值結合膜結構所受荷載的特點來反推x值。膜結構中鋼索的安全係數k取2.5，如恆荷載標準值取x，活荷載標準值取x，可求得x=1.
8。表4.2.
3中的抗拉強度設計值即由x1.8並取整而得出。由於鋼索在橋梁和懸索結構中是重要承重構件，在傳統上都採用了比較大的安全係數，因此換算所得的x要比一般鋼筋混凝土結構的相應值大。
結構計算
3. 一般規定
1) 膜結構的初始形態確定、荷載效應分析、裁剪設計是相互影響、相互制約的過程需要反覆調整。同時還要考慮施工過程的實現，如施工工藝、初始預張力等問題。 初始形態分析主要是確定滿足一定初始應力分布的膜結構在自平衡狀態下的幾何形狀。
荷載效應分析主要是將空間膜曲面適當剝分並展開為平面，計算確定預張力影響下膜材的裁剪切料圖。
2) 膜結構的計算分析方法很多，目前得到公認並被廣泛應用的主要有三種：非線性有限元法、動力鬆弛法和力密度法。
3) 非線性有限元法是將膜結構進行有限元離散，採用大μ移小應變的幾何非線性有限元方法對膜結構進行分析，得到的結構的位移和內力。
4) 動力鬆弛法是將膜結構離散為節點和節點間的連線單元，通過對各節點施加激振力使之產生振動，然後逐步跟蹤各點的振動過程直至最終求得結構平衡狀態。
5) 力密度法是將膜結構離散為由結點和桿件組成的索網結構，在給定的幾何拓撲、支座位置和力密度值（即索力與索長之比）下，通過求解結點座標的線性方程組來確定結構的變形。
6) 膜結構中的索、膜構件只能承受拉力、不能承受壓力和彎矩作用，對外荷載的抵抗主要通過變形來實現，因而膜結構在外荷載作用下變形較大，計算時應考慮結構的幾何非線性。膜材是非線性材料，其應力應變曲線在應力較大時變化較大，但通常設計應力比斷裂強度小的多，此時可近似認為膜材是線彈性的。
7) 由於支承結構變形對膜結構內力分布影響較大，故膜結構設計時宜考慮膜與支承結構協同工作。對於骨架支承式膜結構，由於支承結構為鋼性體系（如鋼桁架、拱或網架等），變形較小，故計算時可將膜與鋼性骨架連線處近似視為固定支承邊界。對於其他形式的膜結構，計算時應將膜與支承體系一起進行整體分析。
8) 膜結構自重較小，**對結構的影響也較小，故設計時可不考慮**作用，單**對支承結構（包括骨架支承式膜結構的承重骨架）的影響應予考慮。
膜結構設計
膜結構設計主要分成以下四大部份 1 膜材料的組成和分類 2 膜結構的形狀確定 3 膜結構的荷載分析 4 膜結構的裁剪分析 1 膜材料的組成和分類 通俗地講，膜材就是氟塑料表面塗層與織物布基按照特定的工藝粘合在一起的薄膜材料。常用的氟素材料塗層有ptfe 聚四氟乙烯 pvdf 聚偏氟乙烯 pvc 聚氯...
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