上海ETFE张拉膜雨棚施工

　　张拉式膜结构以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安定的形式。除了可实践具有创意、创新且美观的造型外,也是最能展现膜结构精神的构造形式。近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材料构成钢索网来支撑上部膜材的形式。其施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力。

　　近代的膜结构开始应用于杂技团的帐篷。第二次世界大战后,不使用柱子而采用空气膨胀方式的充气膜结构也开始出现,并大范围地普及开。膜结构的优点是,只有价格较低,短间内建造出大空间,这井不是只存在于杂技团的帐篷,现代的膜结构也同样有这种特征。由于近年来新材料的进一步开发,有很多此类结构在恒久建筑物上应用的例子。在二战后.膜结构戏团帐篷的尝试着摆脱旧马戏团帐篷的面貌并成为现代的结构体系,以空气膜结构的出现为标志:初的尝试开始于美国的军用设施。

　　气肋式膜结构建筑，通过在主肋管间设置连接管，将多个主肋管连接为一体，形成有刚性的“气肋架构”，该“气肋架构”成为建筑的主要受力构件，配合“气肋架构”外覆盖的顶棚布及保温材料，就构成了传统建筑中的受力构建与围护结构，形成新颖的气肋式膜结构，这种结构具有自支撑，使用风机加压搭建，无需基础，硬件连接和拉索等优良特性。气枕式膜结构也是靠膜面内外压差来承载的。气枕及其组合可用作屋面或立面等围护结构。为了使气枕屋顶具有良好的透光性和保温性，一般采用ETFE膜。可在气枕内部增加内膜以减少气体的对流，从而提高其保温性。

　　如上所述,充气膜结构需要在膜的内部和外部气体之间产生气压差,此时所需的气压差值,在气承式充气膜结构和气胀式管状充气膜结构中有很大不同。通常,在气承式充气膜结构中,采用0.002-0.010kg/cm2、(水柱20~100mm)的气压差,此气压差值不需要根据建筑物规模的大小而改变。与此相对,气胀式管状充气膜结构中,所需的气压差为01~1kg/cm2(水柱1000~10000mm),在同样形状的梁(或者拱)中, 随着建筑物规模的增大,所需要的气压差也随之增大。也就是说,气胀式管状充气膜结构与气承式充气膜结构相比力学效率较低。为了弄清楚效率较低的原因,对气压差产生张力的平面膜与空气梁上施加相同荷载作用下的状况进行研究(图3)。拿出荷载作用下产生变形的膜的一部分进行研究(图4),膜的张力由于膜的变形会产生向上的力,膜有回到原先状态的趋势。相同条件下对充气梁的一部分进行研究(图5),充气梁的膜外皮,会产生与平面膜相同的向上的力,但是梁内压缩空气的压力反而产生方向向下的力,使得充气梁的膜回到原先形态的趋势被抵消。这就是气胀式充气膜结构与气承式充气膜结构相比效率较低的原因。将平面膜与充气梁弯曲,即做成充气穹顶和充气拱,这种关系一点也没改变,也就是说,与充气穹顶相比,充气拱说是效率较低的结构。尽管这样,使用充气拱结构,是因为这种结构具有特定的优点。充气穹顶经常保持穹顶内部与外部空气的气压差,出人穹顶时,一定要通过空气密闭出入口(旋转门与前室等),会感觉不方便。与此相对,充气拱结构的室内气压与室外气压相同,出入口自由地开放。并且,以前述富士群馆为例可以看出,气胀式充气拱结构可以形成与气承式充气穹顶结构不同的建筑造型。由于以上这些理由,预计气承式充气膜结构与气胀式充气膜结构今后将共同发展。