广东污水池PTFE膜结构案例

　　空间结构建筑的美感往往令人震撼，而这种震撼源于合理的结构设计! 直线是美的，因为它有力度感，曲线也是美的，因为它有张力感；蜂巢是美的，蜘蛛网也是美的，它们的共同点是因为有着合理而简约的结构，而又具备各自非常实用的功能。建筑的美，无非在于造型、色彩、装饰、人文、理念等几个方面，张拉膜结构作为一种轻型结构建筑形式，不仅完美的诠释了这几个方面，也做到了与建筑的和谐统一，建筑即结构，结构即功能，建筑结构功能三位一体，才能呈现出建筑作品的极致美感。

　　张拉膜结构建筑的设计核心在于控制结构的边界条件以及支承结构的几何形状，从而找到满足设计要求的最佳膜面形态。与传统建筑设计相比，张拉膜结构建筑设计是一个多专业间的相互协调过程。为了得到满足功能要求的最简约设计，结构建筑师必须要与其他工程师紧密合作。

　　由于结构性能的高效性，膜结构可以通过膜面形状的大变形来重新分布局部集中荷载，而不会使该区域的膜面应力显著增加。这些特性使膜结构成为轻型结构，即它在具有多变造型的同时，既能够有效地承载又可保持外观简洁，这也是张拉膜结构建筑常常被认为具有震撼力美感的原因。

　　应力状态转化到无应力状态从应力状态到无应力状态的转化，即释放预应力、进行应变补偿。膜结构是在预应力状态下工作的，而平面膜材的下料是在无应力状态下进行的，为确定膜材的下料图，需对膜片释放预应力，并进行应变补偿。这里的补偿实际上是缩减，在此基础上加上热合缝的宽度，即可得膜材的下料图。上述过程，即为裁剪分析。裁剪分析与找形技术的产生及发展过程为相似，都是从测量实物模型开始的，对于简单规则的可展曲面，可直接利用几何方法将其展开。现代概念上的裁剪分析，主要还是依赖于计算机技术的发展而发展的。在此过程中，产生了许多方法，如测地线法、有限元法、优化分析法，等等。下面介绍被广泛应用的测地线法（GeodesicLineMethod）。

　　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。

　　张拉膜是建筑结构中发展起来的一种形式，自20世纪70年代以来，膜结构在国外已逐步应用于大型建筑，如体育场馆、商场、展览中心、交通设施等。作为一种新的建筑形式，索膜结构从20世纪50年代开始在上出现，至今已有60多年的历史，尤其是70年代以后，其应用发展很快。膜结构的出现，给了建筑师一个超越传统建筑模式的新选择。薄膜结构改变传统建筑材料而采用膜材，重量仅为传统建筑的30分之一。此外，膜结构还可以从根本上克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑物上实现的困难，从而创造出无遮挡的大视觉空间。它的外形自由轻巧，阻燃，制作简单，安装快捷，节约能源，使用方便，因此在全世界范围内被广泛采用