膜結(jié)構(gòu)創(chuàng)造與自然環(huán)境相媲美的空間形式

近年來，隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學(xué)手段的不斷提高，“回歸自然”、“沐浴自然之溫馨”已是現(xiàn)代建筑環(huán)境學(xué)發(fā)展的主流。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使室內(nèi)達(dá)到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結(jié)構(gòu)能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。體育場看臺(tái)采用膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，膜結(jié)構(gòu)的張拉樣式無形當(dāng)中增大了空間跨度，輕輕松松的將整個(gè)的看臺(tái)處被覆蓋，在簡化了建筑結(jié)構(gòu)的同時(shí)建筑重量也輕松很多，讓施工更簡便，還降低了施工工人的危險(xiǎn)系數(shù)，縮短了工程的建造工期。

ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡

另外，ETFE膜可在現(xiàn)成預(yù)制成薄膜氣泡，方便施工和維修。ETFE也有不足，如外界環(huán)境容易損壞材料而造成漏氣，維護(hù)費(fèi)用高等，但是隨著大型體育館、游客場所、候機(jī)大廳等的建設(shè)，ETFE更突顯自己的優(yōu)勢(shì)。目前生產(chǎn)這種膜材的公司很少，只有ASAHIGLASS(AGC)、日本旭硝子、德國科威爾等少數(shù)幾家公司可以提供ETFE膜材，這種膜材的研發(fā)和應(yīng)用在國外發(fā)達(dá)國家也不過十幾年的歷史。玻纖有機(jī)硅樹脂建筑膜材。有機(jī)硅樹脂具有優(yōu)異的耐高低溫、拒水、等特點(diǎn)，該膜材具有高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，另外還具有良好的透光性。

一、藝術(shù)性：充分發(fā)揮建筑師的想象力，又體現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件清晰受力之美。多變的支撐結(jié)構(gòu)和柔性膜材使建筑物造型更加多樣化，新穎美觀，同時(shí)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。二、經(jīng)濟(jì)性：由于膜材具有一定的透光率，白天可減少照明強(qiáng)度和時(shí)間，能很好地節(jié)約能源。同時(shí)夜間彩燈透射形成的絢爛景觀也能達(dá)到很好的廣告宣傳效益。膜建筑屋面重量僅為常規(guī)鋼屋面的1/30，這就降低了墻體和基礎(chǔ)的造價(jià)。同時(shí)膜建筑奇特的造型和夜景效果有明顯的“建筑可識(shí)性”和商業(yè)效應(yīng)，其價(jià)格效益比更高。

荷載分析的內(nèi)容和方法 ，膜結(jié)構(gòu)的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，檢查結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下的強(qiáng)度、剛度是否滿足預(yù)定要求的過程。膜結(jié)構(gòu)的找形有不同的理論方法，但荷載分析基本上都采用非線性有限元（NonlinearFiniteElementMethod），即將結(jié)構(gòu)離散為單元和結(jié)點(diǎn)，單元與單元通過結(jié)點(diǎn)相連，外荷載作用在結(jié)點(diǎn)上，通過建立結(jié)點(diǎn)的平衡方程，獲得求解。 由于索膜結(jié)構(gòu)是大變形問題，在推導(dǎo)有限元方程時(shí)，需考慮位移高階項(xiàng)對(duì)應(yīng)變的影響，即考慮幾何非線性。當(dāng)然，膜材本身也是非線性的，在工程應(yīng)用上時(shí)，材料的非線性問題一般不予考慮。