第九章 薄膜结构

教学目标

理解薄膜结构的特点；理解薄膜结构材料的分类及选用条件；理解气压膜的分类及工作原理、结构和使用特点；

重难点

重点-薄膜结构的特点和材料. 难点-薄膜结构的类型

9.1 概述

膜结构由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一

定的外荷载作用的一种空间结构形式。

膜只能承受拉力而不能受压和弯曲，其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障 根据膜结构按结构受力特性大致可分为：

充气膜结构：气压式、气承式、混合式

支承膜结构：柔性支承膜结构(张拉式)、刚性支承膜结构（骨架支承式） 薄膜结构被称为继砖木结构、钢筋混凝土结构、钢结构之后的第四代建筑。

9.2薄膜结构的特点

优点：

造型的艺术性 良好的自洁性 施工的快捷性 较好的经济 结构自重轻，非常适合于建造大跨度空间结构

缺点：耐久性差，热工性能较差。

9.3 薄膜结构的材料

膜材：由表面涂层与高强的编织物按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材料。

常用的涂层：PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏二氟乙烯）、PVF（聚氯乙烯）等。 第一类：聚酯织物加聚氯乙烯涂层。适用于中小跨度或临时性的建筑物。

第二类：无机材料织物加聚四氟乙烯涂层。适用于大跨度永久性建筑屋盖。 薄膜结构的应用

★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球 馆、 篮球馆等。

★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、 餐厅、酒店（挑檐）等。

★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。

★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。

★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。 ★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。

（1）收费站天棚类 （2）运动场馆体育看台类（3） 停车棚（4建筑入口类 （5）景观小品类（6）室内张拉膜 （7）屋面、舞台、剧场 （8）充气膜结构 （9）

其他应用实景一览 ·膜结构应用实景

9.4 薄膜结构的类型

9.4.1 充气薄膜结构

1. 气压式膜结构（气胀式膜结构）

（1）直接落地-气肋式，适用于小跨度建筑

（2）搁置在承重墙或框架柱等构件上-气被式，适用于大跨度建筑

优点：建筑使用空间自由开放，建筑造型灵活多样，隔热性好。

2.气承式膜结构

在薄膜覆盖的空间内充气，利用内外气差来承受荷载，并与钢索共同形成结构。 特点：结构简单，施工快、跨度大、价格低廉；室内外压差在100-300Pa，无不适

感。

适用于建筑仓储设施，体育馆屋顶、展览馆和建筑安装工地顶盖。

3.混合式充气膜结构

将气压式和气承式结构相混合，互相弥补其局限性；

将充气结构与其他建筑结构相结合，造型上更为丰富

工程实例：“水立方”

9.4.2 悬挂薄膜结构

是将索或膜张紧在刚性或柔性边缘构件上，或通过特殊构造的悬挂或支承在若干独立支点上，通过张拉建立预应力，并获得确定的形状。

悬挂薄膜结构的支承方式有两种

支承方式

1曲线支承-由索或拱产生的波状曲线支承，“世博轴”

2点支承-由内部立桅杆或拉索来支承的薄膜结构

适用范围；中小跨度的建筑物

9.4.3 骨架支撑薄膜结构（刚性支承膜结构）

它利用拱、刚架、空间网格结构、张拉整体结构等刚性骨架来支撑薄膜。 适用于各类大跨度建筑 如上海八万人体育场

第二篇：建筑结构设计总结

《建筑结构》课程设计总结

课程设计时间： 20xx/20xx年第1学期14周

课程设计班级：08级水工七班

课程设计对学生而言是其对所学课程内容掌握情况的一次自我验证，从而有着极其重要的意义。通过课程设计能提高学生对所学知识的综合应用能力，能全面检查并掌握所学内容；《建筑结构》从课程性质上讲是一门专业基础课，它的目的和任务就是训练学生对钢筋混凝土肋形结构对象进行荷载分析的能力，选择适当的构造及相应算法的能力，培养学生能够综合运用所学的理论知识，具备初步分析和解决建筑结构问题的能力，进而增加其对学习和应用相关专业课的兴趣。

通过本课程设计的实践教学，应使学生达到以下的基本要求 :

(1) 通过钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计课程，使学生基本掌握建筑结构肋梁结构设计的内容、编制依据、编制原则、编制方法和步骤，以及它们之间的关系；

(2) 通过绘制设计图和计算等实践性环节的基本训练，提高设计建筑结构的动手能力；

(3) 通过钢筋混凝土单向板肋梁楼盖课程设计，使学生熟悉建筑结构设计的基本方法和设计程序。

(4) 绘制梁钢筋混凝土单向板肋梁楼盖柱网总体布置，并与板、次梁、主梁配筋图绘制于一张图上。要求绘图准确整洁，并要求写仿宋体字。

课程设计题目是由指导教师选出四组数据，再由学生自主选题。

在课程设计过程中，要求学生严格遵守作息时间，记录每天的设计和计算细节；指导教师精心指导，经过一周的紧张工作，每位同学的设计成果都达到了预

期的效果，使学生对课程所学的知识有了更深入的理解和掌握，巩固了理论教学所学到的知识，扩展了学生实践思想。

设计要求：

（ 1）有明确的设计思路；

（ 2）有完整的设计图纸；

（ 3）能够完整实现算法；

（ 4）及时记录课程设计中遇到的难点及解决方法；

（ 5）设计完成后写出设计报告，对整个设计过程做出收获总结。

课程设计过程监控

除了教师检查设计时间内的考勤外，还要求学生在设计期间认真做好设计纪录，包括设计的详细内容，计算过程和结果，设计中出现的问题、解决的方法等。其目的是为了让学生对课程设计引起足够的重视，遵守设计纪律，使学生通过课程设计更进一步掌握本课程所学的知识，将理论知识的学习和实践环节紧密结合，理论联系实际，提高学生将理论课程知识运用到解决实际中去的能力，使学习收获落到实处。

课程设计效果

经过一周多时间的课程设计，从设计结果看，大多数学生能够按设计要求完成任务，达到了预期的目的，设计成果较好。但是也有少数学生对自己要求不严或对复杂算法没有信心，或多或少地影响设计质量。

指导教师：丁琼

20xx年x月x日