山东景观PTFE膜结构的组成

　　膜结构工程是应用于建筑工程领域中的一种类别，膜结构的造型设计、力学分析、裁剪设计及膜成品制作及安装，支承结构或构件的制作及安装工程等组成，是集建筑学、工程结构学、材料学等学科为一体的多学科交叉应用工程。膜结构工程作为一种建筑体系所具有的特性主要取决于其特的形态及膜材本身的性能。恰由于此，用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。为了抵挡风雪，膜面的外形应使排水通畅使捷，避免在其上形成水兜或雪的堆积。在施加预应力前的安装成形阶段，张拉膜结构对这些荷载十分敏感。为了能将雨水排除，膜材和接缝须密封防水，膜边缘也进行特殊的细部设计，以防止雨水进入室内。

　　有限元迭代过程中，单元的应力将发生改变。求得的形状除了要满足平衡外，还希望应力分布均匀，大小合适，以结构具有的刚度。因此，找形过程中还有个曲面病态判别和修改的问题，或者叫形态优化(包括几何形态优化、应力形态优化和刚度形态优化等)。用有限元法找形的软件有澳大利亚FABDES等。经过找形确定的结构初始形状满足了初应力平衡条件并达到预想的形状，但其是否满足使用的要求，还进行荷载效应分析。

　　具表现力的建筑形态:具有特定功能的建筑都可通过立意得以表达，张拉膜结构的外形体现了建筑自身的自然美感。张拉膜结构的基本组成单元通常有:膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就引入适当的预张力。此外，要膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就增加结构的抗力；而膜结构是通过改变形状来分散荷载，从而获得小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的；另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来提供的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构。

　　这就要求建筑师和结构师在方案建议阶段紧密结合，共同确定建筑的形状，并根据空间曲面的初始平衡来确定。主要根据结构拓扑、体力和面力、结构几何形状和初始预张力的大小和分布来确定。只要确定不同结构构件之间的连接关系，结构工程师就可以根据施工条件、施工条件等因素综合确定张拉膜结构的形状。张拉膜结构是指通过拉索将膜材料张拉于结构上而形成的，张拉膜结构也可称为张拉式索膜结构，是由稳定的空间双曲张拉膜面、支承桅杆体系、支承索和边缘索等构成的结构体系。张拉膜结构由于具有形象的可塑性和结构方式的高度灵活性、适应性，所以此种方式的应用其广泛。张拉膜结构又可分为索网式、脊索式等。张拉膜结构体系富于表现力、结构性能强，但造价稍高，施工要求也高。