北京运动场PTFE膜结构作用

　　张拉膜结构是通过拉力控制系统向建筑膜结构，便室内外保持一定的拉力差，膜体受到力，并产生一定的预张拉力，以保证体系的刚度。自动调节系统，来不断地调整拉力，以适应外部荷载的变化。

　　膜结构是向单个膜构建，使其保持足够的拉力，多个膜构件进行组合形成一定形状的一个整体受力体系，这种结构对膜材自身的拉力性要求很高，或需不断地向膜结构构件。

　　张拉式膜结构是现代膜结构建筑的重要组成部分，膜面一般为负高斯曲面，因此，安体形丰富、自然流畅、曲面柔美，倍受建筑师们的青睐。但这种结构体系受力分析复杂，对施工精度要求高，因此，其设计计算、加工制作工艺难度都较大。

　　骨架式膜结构是自身封闭的、稳定的骨架体系（一般是钢桁架体系、网架结构、索网结构或张拉整体体系）与膜材料共同组成一个结构受力体系。应该体系施工与常规结构相似（除索网或张拉整体体系等的自身施工外），较易被工程界理解和接受，但为了让膜具有一定的刚度，骨架体系提供给膜的支撑系统一般要有一定的曲度，并应设置向膜中施加预应力的机构。

　　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。

　　动力松弛法大特点是迭代过程中不需要形成刚度矩阵，节约了刚度矩阵的形成和分解时间，并可在计算过程中修改结构的拓扑和边界条件，该方法用于求解给定边界条件下的平衡曲面。其缺点是迭代步骤往往很多。用动力松弛法找形的软件有英国InTENS、新加坡WinFabric、英国Suface等。有限单元法（Finite Element Method）初是用来计算索网结构的非线性迭代方法，但现在已成为较普遍的索膜结构找形方法。其基本算法有两种，即从初始几何开始迭代和从平面状态开始迭代。显然，从初始几何开始迭代找形要比从平面状态开始来得有效，且所选用的初始几何越是接近平衡状态，计算收敛越快，但初始几何的选择并非容易之事。两种算法中均需要给定初始预应力的分布及数值。在用有限元法找形时，通常采用小杨氏模量或者干脆略去刚度矩阵中的线性部分，外荷载在此阶段也忽略。

　　建筑膜材料的透光性，约7％至20％的透光率白天没有人工照明，完够满足各种体育比赛和其他活动的需要;膜材料的光折射率超过70 ％阳光，室内柔和的散光，给人以舒适，梦幻般的感觉。膜材料的组成和分类通俗地讲，膜材就是氟塑料表面涂层与织物布基按照特定的工艺粘合在一起的薄膜材料。常用的氟素材料涂层有PTFE（聚四氟乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）、PVC（聚氯乙烯）等。织物布基主要用聚酯长丝（涤纶PES）和玻璃纤维有两种。