1.骨架膜結(jié)構(gòu)(FrameSupportedStructure)
屋頂骨架由鋼結(jié)構(gòu)或集成材料組成,以上張拉膜材的結(jié)構(gòu)形式,下支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高,因?yàn)槲蓓斣煨捅容^簡(jiǎn)單,開(kāi)口不易受限制,而且經(jīng)濟(jì)效益高,廣泛適用于任何大的,小空間。

青島音樂(lè)廣場(chǎng)

2.張拉膜結(jié)構(gòu)(TensionSuspensionStructure)
它由膜材、鋼索和支柱組成,在膜材中引入鋼索和支柱的張力，以達(dá)到穩(wěn)定的形式。除了實(shí)踐創(chuàng)造力,造型創(chuàng)新美觀,也是最能體現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)精神的結(jié)構(gòu)形式。近年來(lái),大跨度空間也以鋼索和壓縮材料形成的鋼索網(wǎng)支撐上膜材料。由于施工精度要求高,結(jié)構(gòu)性能強(qiáng),而且表現(xiàn)力豐富,因此，成本略高于骨架膜結(jié)構(gòu)。

3.充氣膜結(jié)構(gòu)(充氣膜結(jié)構(gòu))PneumaticStructure)
充氣膜結(jié)構(gòu)是將膜材固定在屋頂結(jié)構(gòu)周?chē)?在使用送風(fēng)系統(tǒng)將室內(nèi)氣壓提升到一定壓力后,使屋頂內(nèi)外產(chǎn)生壓差,以抵抗外力,用氣壓支撐,以鋼索為輔助材料,無(wú)需任何梁,柱支撐,更大的空間,施工快捷,經(jīng)濟(jì)效益高,但需要24小時(shí)保持送風(fēng)機(jī)運(yùn)行,持續(xù)運(yùn)行和機(jī)器維護(hù)成本較高。

膜結(jié)構(gòu)建筑中使用的膜材料是一種強(qiáng)度,柔韌性好的薄膜材料,織物基材由纖維編織而成,基材兩側(cè)以樹(shù)脂為涂層材料加工固定的材料,中心織物基材分為聚酯纖維和玻璃纖維,聚氯乙烯樹(shù)脂用作涂層材料(PVC),硅酮(silicon)和聚四氟乙烯樹(shù)脂(()PTFE),織物基材和涂層材料在機(jī)械上具有以下功能性質(zhì)。

織物基材-抗拉強(qiáng)度,抗撕裂強(qiáng)度,耐熱性,耐久性,防火性。
涂層材料-耐候性,防污性,加工性,耐水性,耐品,透光性。

用于建筑膜結(jié)構(gòu)的膜材料應(yīng)正確選擇膜材料,根據(jù)涂層材料的不同，大致可以分為PVC膜與PTEF膜,膜材的正確選擇應(yīng)考慮其建筑的規(guī)模、用途和形式,使用壽命、預(yù)算等綜合因素后決定。

PVC膜(PVC-CoatedPolyester)

PVC膜材在材料和加工上都比P好TFE膜便宜,而且材料柔軟,施工方便的優(yōu)點(diǎn)。但在強(qiáng)度、耐久性、耐火性等方面都比P好TFE膜差。PVC膜材料由聚脂纖維織物和P組成VC涂層(聚氯乙烯),一般建筑用膜材,是在PVC涂層材料的表面處理,涂以數(shù)micron厚壓克力樹(shù)脂(acrylic),以提高防污性,幾年后會(huì)變色、污損、劣化。一般PVC膜的耐久性,5.根據(jù)不同的使用環(huán)境~八年。為了PVC膜材的耐候性,近年來(lái)，以氟素系樹(shù)脂為P已開(kāi)發(fā)出來(lái)VC涂層材料的表面處理做涂層,為提高膜材的耐侯性和防污性。

PVDFPVDF是二氟化樹(shù)脂(PolyvinylideneFluoride)的略稱(chēng),在PVCP用于膜表面處理VDF樹(shù)脂涂層材料稱(chēng)為PVDF膜。PVDF膜與一般PVC膜比較,耐久性提高到7~10年左右。

PVFPVF是一氟化樹(shù)脂(是一氟化樹(shù)脂(PolyvinylFluoride)的略稱(chēng)。PVF膜材是在PVC膜表面處理采用PVF樹(shù)脂做薄膜薄片(樹(shù)脂做薄膜薄片(laminate)加工,比PVDF膜的耐久性更好,它具有防污染的優(yōu)點(diǎn)。但由于加工性、施工性和防火性差,因此，使用受到限制。

PTFE膜(PTFECoatedFiberglass)

PTFE膜在超細(xì)玻璃纖維織物上,涂有聚四氟乙烯樹(shù)脂的材料。PTFE膜最大的特點(diǎn)是耐久性、耐火性和防污性。但是PTFE膜與PVC膜比較,材料和加工成本高,且柔軟性低,為避免玻璃纖維在施工中斷裂,必須有專(zhuān)用的治理工具和施工技術(shù)。

耐久性：涂層PTFE酸、堿等化學(xué)物質(zhì)和紫外線非常穩(wěn)定,不易變色或破裂。玻璃纖維長(zhǎng)期使用后,不會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度下降或張力下降。膜顏色一般為白色，透光率高,耐久性超過(guò)25年。

防污：由于涂層材料為聚四氟乙烯樹(shù)脂,表面摩擦系數(shù)低,因此不易污染,雨水可以洗。

4、工程應(yīng)用體育設(shè)施-體育場(chǎng)館、健身中心等交通設(shè)施-機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站、公交車(chē)站、高速公路收費(fèi)站、加油站等文化設(shè)施-展覽/會(huì)議中心、劇場(chǎng)、博物館、動(dòng)物園、水族館等景觀設(shè)施-建筑入口、游泳池素描、社區(qū)走廊、戶外廣場(chǎng)、公園素描、標(biāo)志性建筑等商業(yè)設(shè)施-購(gòu)物中心、餐廳、步行街等工業(yè)設(shè)施-工廠、倉(cāng)庫(kù)、污水處理中心、物流中心、溫室等張力膜結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)，只有正確表達(dá)結(jié)構(gòu)邏輯的建筑才有很強(qiáng)的說(shuō)服力和表現(xiàn)力。這句話揭示了張力膜結(jié)構(gòu)的本質(zhì)。張力膜結(jié)構(gòu),任何額外的支持和修改都是多余的,其結(jié)構(gòu)本身就是造型；換句話說(shuō),不符合結(jié)構(gòu)的形狀是不可能的,因?yàn)檫@種薄膜要么漂浮，要么缺乏穩(wěn)定性。張拉膜結(jié)構(gòu)的美在于其力與形的完美結(jié)合。

張拉膜結(jié)構(gòu)的基本組成部分通常包括：膜材、索與支撐結(jié)構(gòu)（桅桿、拱或其它剛性構(gòu)件）。

膜材是一種新型建筑材料,被公認(rèn)為繼磚、石、混凝土、鋼、木之后的第六種建筑材料。膜本身不能壓縮或彎曲,因此，為了使膜結(jié)構(gòu)正常工作，必須引入適當(dāng)?shù)念A(yù)張力,保證膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個(gè)重要條件是形成相反的曲面。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須增加結(jié)構(gòu)的阻力，以減少結(jié)構(gòu)的變形；膜結(jié)構(gòu)通過(guò)改變形狀來(lái)分散荷載,內(nèi)力增長(zhǎng)最小。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近變形時(shí),可產(chǎn)生兩種回復(fù)：一種是由幾何變形引起的；另一種是由材料應(yīng)變引起的。幾何剛度通常比彈性剛度大得多,因此，每個(gè)膜片都應(yīng)具有良好的剛度,負(fù)高斯曲面應(yīng)盡可能形成,也就是說(shuō)，高點(diǎn)和低點(diǎn)低點(diǎn)。高點(diǎn)通常由桅桿提供,也許是因?yàn)檫@個(gè)原因,張拉膜結(jié)構(gòu)在一些文獻(xiàn)中也被稱(chēng)為懸掛膜結(jié)構(gòu)(suspensionmembrane)。

作為膜材的彈性邊界,將膜材分為一系列膜片,從而降低了膜材的自由支撐長(zhǎng)度,使薄膜表面更容易形成較大的曲率。有文獻(xiàn)指出,膜材的自由支撐長(zhǎng)度不得超過(guò)15米,此外，單片膜的覆蓋面積不得大于500平方米,電纜的另一個(gè)重要作用是為桅桿等支撐結(jié)構(gòu)提供額外的支撐,因此，支撐結(jié)構(gòu)不會(huì)因膜材損壞而倒塌。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

1,初始分析：保證三維平衡曲面形狀穩(wěn)定，應(yīng)力分布均勻,并能抵抗各種可能的荷載條件；這是一個(gè)反復(fù)修正的過(guò)程。
2,荷載分析：張拉膜結(jié)構(gòu)本身重量輕,僅為鋼結(jié)構(gòu)1/5,混凝土結(jié)構(gòu)1/40;因此，膜結(jié)構(gòu)對(duì)地震力有很好的適應(yīng)性,而且對(duì)風(fēng)的作用比較敏感。另外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。目前觀測(cè)數(shù)據(jù)還很少,因此，膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常采用安全系數(shù)法。
3,確定主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸,支撐結(jié)構(gòu)的有限元分析。當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與膜結(jié)構(gòu)不同時(shí),注意不同設(shè)計(jì)方法之間的系數(shù)轉(zhuǎn)換。
4,連接設(shè)計(jì)：包括螺栓、焊縫和次要部件的尺寸。
5,剪裁設(shè)計(jì)：該過(guò)程應(yīng)具備必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù),包括所選膜材的楊氏模量和剪裁補(bǔ)償值(應(yīng)通過(guò)雙軸拉伸試驗(yàn)確定)。

方案階段應(yīng)考慮膜結(jié)構(gòu)：

1,預(yù)張力的大小和張拉方法；
2,根據(jù)控制荷載確定膜的尺寸和電纜的布置；
3,考慮膜面及其固定件的形狀，避免積水(雪);
4,設(shè)計(jì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),避免應(yīng)力集中；
5,考慮膜材的運(yùn)輸和吊裝；
6,考慮耐久性和防火性。

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段要考慮的要點(diǎn)有：

1,確保膜表面有足夠的曲率,為了獲得更大的剛度和審美效果；
2,細(xì)化支撐結(jié)構(gòu),充分表達(dá)透明空間和輕盈形狀；
3,簡(jiǎn)化膜與支撐結(jié)構(gòu)之間的連接節(jié)點(diǎn),減少現(xiàn)場(chǎng)施工量。

膜結(jié)構(gòu)研究的主要問(wèn)題是：

1,找形(Form-finding)或進(jìn)一步稱(chēng)為形態(tài)理論;
2,考慮各向異性下膜材松弛和結(jié)構(gòu)響應(yīng)；
3,風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性；
4,裁剪優(yōu)化;
5,膜與索與支撐結(jié)構(gòu)的相互作用。