膜结构是一种建筑与结构较好结合的结构体系。它是用高度柔性薄膜材料与支撑体系结合形成具有一定刚度的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于使用、等优点,因而在特定的条件下(尤其是体育建筑)膜结构是一种能较大丰富建筑外观的理想选择。膜结构看台在体育场的应用带来了很多方便之处。
一、膜结构采用以概率理论为基础的限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
二、膜结构应根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及膜材的年限等要求进行膜材选用。
三、膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进行。
四、膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。
五、对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计,应在考虑施工过程的基础上进行的设计。
六、膜材只能承受拉力,不能承受压力和弯矩。
七、膜面的 主应力应小于膜材的强度设计值,在荷载长期作用下, 小主应力应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。
八、膜结构设计时,应考虑膜材的徐变、老化。
九、膜结构设计时,应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
光学性能
膜材料可滤除大部分紫外线,防止内部物品褪色。其对自然光的透射率可达百分之25,透射光在结构内部产生均匀的漫射光,无阴影,无眩光,具有良好的显色性,夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下,膜结构表面发出自然柔和的光辉,令人陶醉。
自洁性能
PTFE膜材和经过特殊表面处理的PVC膜材具有很好的自洁性能,雨水会在其表面聚成水珠流下,使膜材表面得到自然清洗。
声学性能
一般膜结构对于低于60Hz的低频几乎是透明的,对有特殊吸音要求的结构可以采用具有FABRASORB装置的膜结构,这种组合比玻璃具有更强的吸音效果。
保温性能
单层膜材料的保温性能与砖墙相同,优于玻璃。同其他材料的建筑一样,膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如:内部加挂保温层,运用空调采暖设备等。
防火性能
如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求,具有很好的阻燃和耐高温性能,达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
力学性能
中等强度的PVC膜:其厚度仅0.8mm,但它的拉伸强度相当于钢材的一半。中等强度的PTFE膜:其厚度仅1.0mm,但它的拉伸强度已达到钢材的水平。膜材的弹性模量较低,这有利于膜材形成复杂的曲面造型。