北京舞台PTFE膜结构案例

　　张拉膜结构是一种构造仅携带元件的张力和无压缩或弯曲。拉伸这一术语不应与张拉整体相混淆，张拉整体是一种具有拉伸和压缩元素的结构形式。张拉膜结构是最常见的薄壳结构类型。大多数张拉膜结构由某种形式的压缩或弯曲元件支撑，例如桅杆，压缩环或梁。

　　张拉膜结构是最经常用作屋顶，因为它们可以经济地和有吸引力的跨越大的距离。张拉膜膜结构也可以用作完整的建筑物，一些常见的应用是体育设施，仓储和存储建筑物以及展览场地。

　　在二十世纪后期，张拉膜结构形式只在大型结构中得到了更严格的分析和广泛应用。长期以来，拉伸结构一直用于帐篷中，其中绳索和帐篷杆为织物提供预张力并使其承受负荷。

　　目前的张拉膜结构基本都应用于屋顶的围护结构，张拉膜屋顶的跨度大，并有轻质、透明、可动、适应能力强的特点，因此越来越多的被用在体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、膜结构站台等，又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性膜结构建筑小品、拉膜亭等。对于纯粹的张拉膜来说，可能达到的跨度是有限的，因此，对于大型的张拉膜结构，会先建造一个由桅杆、联系索、悬挂构件和稳定索构成的承重结构，然后用边缘索在节点之间将围合的张拉膜区域逐个张拉起来。和索缆一样，张拉膜也是被拉固的。所以要给之施加预应力，这样才能使之在较小自重的情况下抗风雪荷载并保持稳定不变形。预应力须大，才能在张拉膜在保持不折叠的情况下支撑荷载。而过大的预应力也是一种浪费，结构将会因蠕变而损坏，减少了使用寿命。

　　膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材为聚酯纤维覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。PVC材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，但价格便宜，容易加工制作，彩，抗折叠性能好。为改善其性能，可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层，提高其抗老化和自洁能力，其寿命可达到15年左右。Teflon材料强度高、弹性模量大、自洁、耐久耐火等性能好，但它价格较贵，不易折叠，对裁剪制作精度要求较高，寿命一般在30年以上，适用于永久建筑。

　　动力松弛法( Dynamic Relaxation Method )是一种专门求解非线性系统平衡状态的数值方法，他可以从任意假定的不平衡状态开始迭代得到平衡状态，早将这种方法用于索网结构的是 Day 和 Bunce，而 Barnes 则成功地应用于膜结构的找形。力密度法只是从空间上将膜离散化，而动力松弛法从空间和时间两方面将膜结构体系离散化。空间上的离散化是将结构体系离散为单元和结点，并假定其质量集中于结点上。时间上的离散化，是针对结点的振动过程而言的。初始状态的结点在激振力作用下开始振动，这时跟踪体系的动能；当体系的动能达到值时，将结点速度设置为零，跟踪过程重新开始，直到不平衡力为小，达到新的平衡为止。