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　　充气膜结构的力学原理在膜结构中,利用气压使膜产生张力,以此来抵抗外力的结构,称为充气膜结构。根据充气膜结构力学性质的不同进行分类,可分为气承式充气膜结构和气胀式管状充气膜结构。气承式充气膜结构是把大面积的膜材周边固定,利用膜内外两侧的气压差使膜产生张力而形成的结构。典型的结构是将空气充入裁剪成穹顶形状的膜面内部,使膜面鼓起形成穹顶结构这种穹顶被称为充气穹顶图1(a)。将空气充入周边牢固固定的2片膜之间,2片膜各自的力学性质与充气穹顶基本相同。这类结构,统称为气承式。充气膜结构(air: supported structure)。

　　框式膜结构中膜面仅仅起到对框架结构的维护作用,框架结构可以是传统的刚性结构,也可以是各类索结构。21世纪建筑领域的发展趋势之一是采用新材 料。膜结构建筑的开发与应用,摆脱结构对钢材、木材、混凝土等传统材料的依赖,为建筑带来一场新的。用于膜结构建筑的膜材料是在用纤维织成的基布上涂敷树脂或橡胶等而制成的,高强度聚酯纤维是膜材的基质,膜材的强度;高分子聚合物涂层膜材的密实性;而惰性材料涂层则主要是膜材的自洁性。膜材料与金属、木材等建筑材料不同,它具有柔软性、透光性等特性,而且膜材料的基布是织物,由于织物径向(经纱)与纬向(纬纱)的特性不同,因而膜材料是一种异向型非线性材料。基布主要承担膜材料的抗拉、抗撕裂等力学特性及防火性、耐久性、自洁性、染性及膜材料与膜材料的溶合性等特性。

　　膜材本身质轻,支承膜材的钢杆、钢架与钢索比相应的钢筋混凝土也减轻不少重量。1970年日本大阪世界博览会中的美国馆,屋面重量每平方米仅1122kg。膜材可以在工厂预制成卷材成品,与钢材一样便于工业化生产,便于运输安装,施工时也不需搭建脚手架,工期较短。1979年能容纳5万人的美国卡理阿体育馆,只用了十几个月,现在建造较大型的膜结构建筑,只需几个月就能完工。膜结构建筑由于结构组合形式的多样性,其造型也为,它具有一般建筑无法比拟的表现力,加上膜材的颜可以任意选择,更加强了艺术力。

　　膜结构中的索、膜构件只能承受拉力、不能承受压力和弯矩作用，对外荷载的抵抗主要通过变形来实现，因而膜结构在外荷载作用下变形较大，计算时应考虑结构的几何非线性。膜材是非线性材料，其应力应变曲线在应力较大时变化较大，但通常设计应力比断裂强度小的多，此时可近似认为膜材是线弹性的。