?空氣膜結構是膜結構中開始發展起來的結構形式之一。向由氣密性好的膜材授蓋的空間輸送空氣, 利用內外空氣壓力差, 使膜材處于張拉狀態,結構具有一定剛度以承受自重和外荷載。空氣膜結構可分為氣承式、氣脹式兩種類型。前者多應用于跨度較大的建筑, 結構平面多為矩形、圓形或橢圓形, 屋面拱度一般較低以減小風壓。沿對角線方向一般交叉布置鋼索, 以增加對膜面的加勁作用。根據氣候條件有時也可采用雙層膜。氣承式空氣膜結構 內外氣壓差一般在100Pa ~300Pa, 對人沒有任何不適 的感覺, 對室內環境也無影響。氣脹式空氣膜結構多用于跨度較小的建筑, 結構平面和建筑造形可變化多樣, 空間自由開放, 同時 由于空氣層的阻隔, 結構隔熱性好。氣脹式空氣膜結構內壓較高, 一般在5000 Pa ~ 30000Pa.
? ? 空氣膜結構應用于大跨度建筑中盡管有許多優點, 但同時也存在一些問題。 首先, 它需要長期不間斷的動力能源供應, 加壓送風也需要一整套的機械和控制系統,這使結構設計 復雜化, 也增加了造價。尤其在我國電力能源供應緊張的今天, 這一點更顯得突出。其次,氣承式空氣膜結構要求封閉的空間以維持氣壓差, 膜材與支承結構的連接要求嚴密, 并且要設置專門的進出口,以盡量減少空氣外泄。氣脹式空氣膜結構由于內壓較高, 要求采用強度高、氣密性好的膜材, 造價較高。再次, 空氣膜結構在局部荷載作用下, 易產生“袋狀效應”, 過去曾發生好幾起膜結構的破壞事故, 都是由于屋面雨或雪的積留, 使星面變形越來越大, 導致膜材撕裂。 鑒于空氣膜結構存在的問題, 結合我國的實際情況, 目前在我國還不宜采用這種結構形式。
? ? 懸掛膜緒構開始是人們從帳蓬結構獲得啟示發展而來的。它采用桅桿或獨立拱等支撐結構將鋼索或膜張掛起來, 利用柔性索向膜面施加張力將膜繃緊, 形成穩定的結構,其造型新撅, 適合于中小跨度的建筑物, 它與懸索結構的力學分析方法有相通之處, 因此這種結構在我國推廣應用有一定基礎。加拿大卡爾加里林賽公園體育場。這是一座雙曲拋物面索網式懸掛膜結構, 跨度約122 m 高 36.5m, 屋蓋部分由一個跨越體育場的格構式拱和兩片馬鞍形索網膜結構組成, 索懸掛在拱與水平的橢圓形環梁之間, 膜面由索網張緊。這座建筑以屋蓋密閉性優良而著稱。
? ? 骨架支撐膜結構利用拱、空間網格結構等鋼性骨架來支撐膜面。屋面自重可以大大減輕, 而且構造也比較簡單, 適合于各類大跨度建筑, 在我國也是一種很有推廣價值的膜結構形式。日本大阪國際展覽地。它是由直徑42m,長72 m, 高31 m的半圓筒形鋼網殼作為支撐結構,屋面采用玻瑞纖維織物涂敷特氟隆膜材的骨 架支撐膜結構。 為了固定和張拉膜, 設置一組曲線檁條,將它們固定在網殼上弦的螺栓 球節點上。
? ? 復合膜結構一鋼索彎頂膜是近年來在膜結構領城發展起來的新型結構形式。該體系是 由連續的張拉鋼索和不連續的壓桿組成, 力從中間受拉環或受拉析架通過放射狀的徑向脊素、谷索、環向拉索、斜拉素傳向周邊的受壓環梁。 扇形膜面從中間環向外環方向展開, 由鋼索施加拉力并繃緊, 固定在壓桿與索接合處的節點上。 鋼索彎頂膜結構克服了空氣膜 構需要不斷充氣的缺點, 同時又保持了空氣膜結構低拱度造型和跨度大的優點, 適用于回形或橢圓形平面的大跨度建筑。南朝鮮奧運會體操館。這是一座直徑約1 20 m 回形平面的鋼索彎頂腆結構。
? ? 在國外膜結構已發展成為一種富有生命力的新型結構。 它的應用范圍不局限于體育或展覽建筑, 而已向房屋建筑等各個方面擴展, 因而具有廣闊的發展前景。在我國, 膜結構的開發與研究還剛剛起步, 因此當務之急是學習并引進國外先進技術、開發生產我國自己的膜 材, 井且有在工程中予以應用。 結合我國具體情況,能發揮膜結構優勢的應用領域有:
? ? ( 一 ) 需要自然采光的公共建筑, 如體育館、訓練房、游泳館等, 膜材的半透明性
? ? ( 二 ) 在交通不便以及缺少熟練技工的地區,膜結構具有便于運輸與安裝的優點,適于在偏僻地區以及緊急救災時采用。
? ? ( 三 ) 輕巧與美觀的膜結構對于敞開或半敞開的遮蔽屋蓋尤為適宜, 如體育場看臺或露天劇院舞臺等。