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充气式膜结构又分为气承式和气胀式。气承式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边,利用送风系统让室内气压上升到一定压力后,使屋顶内外产生压力差,以抵抗外力,因利用气压来支撑,及钢索作为辅助材,无需梁、柱支撑,可得更大的空间,施工快捷,经济效益高。气胀式膜结构是向单体膜构件内充气,由多个膜构件组合成一定形状的整体受力体系。国内标志性的膜结构建筑物作为2008年北京奥运会的标志性建筑,“水立方”是一座建筑艺术与建筑技术所融合的现代建筑产物。
张拉膜结构通过给膜材直接施加预拉力使之具有刚度并承担外荷载。整体张拉式膜结构,通过膜面内力直接将荷载传递给边缘构件,应用在跨度较小的膜结构当中。钢索和膜结合形成张拉索-膜结构可应用于较大跨度的膜结构。
薄膜结构具有和施工相关性的如下力学特点:结构形状及刚度与施工方法和过程间有相关性;结构的荷载敏感性;结构成型前的弱(零)刚度性。柔性的薄膜材料只有当被赋予适当的预张力时才具有确定的形状和抵抗外荷载的刚度,也才成为结构。初平衡状态下的形状确定及预应力分布是张拉结构中关键的问题。预应力的大小和分布决定了结构的刚度和形状。我国《膜结构技术规程》(CECS158:2004)根据膜材及相关构件的受力方式把膜结构分成四种形式:整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构和空气支承膜结构。
骨架支承式膜结构是指由钢构件或其它刚性构件作为承重骨架,在骨架上布置按设计要求张紧的膜材。索系支承式膜结构的主要形式是索穹顶结构,索穹顶结构是以连续的拉索和不连续的压杆组成的预应力空间结构体系。这类结构使用薄膜作为覆盖材料,其中的膜材是传力构件而非主要受力构件,主要作用是围护。工程中的膜结构膜与索、钢架的组合结构是大跨度空间结构的一个主要形式。表1是参考文献中所统计的部分上超过1万m2膜结构的相关资料。