充气膜结构简介 PPT
膜结构讲义——精选推荐
膜结构讲义摘要膜结构系统是由膜、索、桅杆、梁柱、基础等组件组成的，可以创造出优美的曲⾯造型；可以覆盖⼤跨度空间，并且重量轻，具有优异的结构特性。
同时，膜结构在照明、声学、防⽕、保温、节能与⾃洁等⽅⾯也具有许多优点。
现代意义上的膜结构在国外经过30多年的发展已经趋于成熟。
⾃1997年上海⼋万⼈体育场建成以来，膜结构在我国内地已得到较多应⽤，被⼴泛应⽤于体育场、展览馆、加油站等建筑中。
膜结构的组件与传统结构中的构件截然不同，其连接⽅式与传统结构中构件连接⽅式差别也⾮常⼤。
膜结构施⼯与传统结构施⼯最⼤的不同在于膜结构的节点连接。
本讲义对膜结构的节点连接进⾏了⽐较系统的概括，主要体现在以下⼏⽅⾯：⼀、.综合阐述了膜结构中各类材料的性能及其特性；⼆、将膜结构中的各类节点进⾏了新的分类，使之条理更加清晰；三、分析了膜结构的节点受⼒特点，并提出膜结构中节点的设计原则和要求；四、对膜结构的节点按类别进⾏了系统的介绍；五、对典型节点进⾏了受⼒分析；本讲义的编写得到了⼟⽊⼯程学院领导的⼤⼒⽀持，在此表⽰感谢。
由于本⼈⽔平有限，加之时间仓促，讲义中谬误之处在所难免，望读者及时提出批评指正。
⽬录第⼀章绪论 (3)第⼆章膜结构体系及其组成材料 (9)2.1膜结构体系 (9)2.2膜结构组成材料 (15)第三章膜结构节点构造 (23)3.1膜结构节点分类、特性及其设计要求 (23)3.2膜材连接节点 (27)3.3索材连接节点 (47)3.4⽀承⾻架连接节点 (52)第四章⼯程实例―徐州“⽉影风帆”膜结构改造设计 (57)第⼀章绪论⼈类的建筑活动从远古时期的帐篷到现代空间结构的膜结构，经历了漫长的发展历程。
认识膜结构的发展历程有助于我们认识建筑膜结构技术的演变规律，更好地进⾏建筑设计。
⼀、膜材的发展概况远古时期，⼈类最早的居所是帐篷。
它采⽤树⽪、兽⽪作帏幕，⽤⽯材、树⼲等作⽀承，以后逐渐发展为天然合成材料，如棉纱、⽑纺、帆布等。
充气膜结构简介PPT课件
充气结构
造型分类
根据被约束气体的压力性质，又可以把充气结构分为负压体系和正压体系。简单区分就是膜内 气压若低于大气压则为负压体系，反之，则为正压体系。负压体系空间造型的外廓线为凹曲面 形，凹曲面造型充气结构属于低压体系，原因是膜材的应力一般都不大，而极小的压差会在膜 面引起足够的膜面应力，容易获得要求的凹曲面造型。但凹曲面造型会引起积雪和积水等可能 造成的问题，并因风荷载可能会引起形状不稳定。而正压体系空间造型的外廓线为凸曲面形， 其结构内部气压应高于周围结构外部的大气压。凸曲面造型充气结构既有低压体系，又有高压 体系。因而凸曲面造型充气结构膜材的应力变化较大，在凸曲面充气结构造型设计时首先要确 定是低压体系还是高压体系，以确定选用的膜材。
Chapter
充气结构
充气膜结构在索穹顶体系出现之前，创造了段大跨建筑的辉煌发展史。
充气结构
简介
充气结构，又名"充气膜结构",是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气后而形成房
屋的结构。充气式 充气结构 结构又可分为气承式膜结构和气胀式膜结构（或叫气肋式膜结
构）。
气承式膜结构（索膜结构）是通过压力控制系统向建筑物内充气，使室
材料
薄膜材料主要有玻璃纤维布、塑料薄膜、金属编织物等，其中用得最多的是玻璃纤维布，其表 面可涂聚四氟乙烯等类涂料，以增加耐久性和防火性。薄膜材料的接缝可采用熔接、粘接和缝 合等三种形式。
充气结构
建筑的空间造型设计中，可以充分利用符合力学原理的建筑造型来增强建筑艺术表现力。这就 是通过结构件变形来表现出的整体结构形式，完全不需要任何媒介而呈现空间造型，简洁、流 畅、自然。充气结构就是这样造型别致、变化无穷的结构形式。一片只能承受拉力的柔性薄膜 在受到有压差的气体作用时，呈现出充气的形状，它朝着气体密度低的方向变 形，直到位移和 形状趋于稳定。充气加压后的薄膜能够承受一定的外力，根据这一基本原理，可利用薄膜和受 约束的气体共同构成的一种充气结构体。充气结构是通过压差保持稳定的结构类型，对所采用 的充气结构的稳定性或承重构件作出正确的分析，就必须对其造型规律进行基本的研究。
膜结构
定义膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜～30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.材质膜结构所用膜材料由基布和涂层两部分组成.基布主要采用聚酯纤维和玻璃纤维材料;涂层材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。
常用膜材为聚酯纤维覆聚氯乙烯（PVC）和玻璃纤维覆聚聚四氟乙烯（Teflon）。
PVC材料的主要特点是强度低、弹性大、易老化、徐变大、自洁性差，但价格便宜，容易加工制作，色彩丰富，抗折叠性能好。
为改善其性能，可在其表面涂一层聚四氟乙烯涂层，提高其抗老化和自洁能力，其寿命可达到15年左右。
Teflon 材料强度高、弹性模量大、自洁、耐久耐火等性能好，但它价格较贵，不易折叠，对裁剪制作精度要求较高，寿命一般在30年以上，适用于永久建筑。
历史世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特·勃德（W.Bird），这是一座直径为15的充气穹顶。
1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。
随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆（137m×7m8卵形），以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。
后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。
大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。
而70年代初美国盖格尔-勃格公司（Geiger-Berger Associates）开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆（Teflon）膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。
膜结构培训
膜结构的特点及膜材料的分类与特性一、膜结构的特点及应用范围气承式膜结构是靠向室内不断地充气，室内外产生一定的压力差，使覆盖膜布受到一定的向上浮力。
由于它跨中不需要任何支撑，因此适用于超大跨度的建筑，一般用于大型的体育场馆。
气胀式（气肋式）膜结构是由多个充气构件组成，易形成独特的建筑形式，一般用于街景、花园小品或小型建筑中。
张拉式膜结构可以通过钢柱及钢架支撑或钢索张拉成型，其造型非常优美活泼、富有生机，易于与大自然溶为一体，满足人们返璞归真的需求，适合于中小型跨度的建筑，也适用于大跨度体育场、游乐场等大型公用设施的看台挑篷结构中。
一般骨架式膜结构易于施工和安装，受力分析也较简单、直观；索穹顶膜结构则从理论分析到施工都有很大的难度。
根据骨架体系的不同可用于中小型或大型、超大型的体育设施或公共活动场所。
但由于其形状受到骨架体系的约束限制，故一般膜曲面较为呆板、灵活性不强。
组合式膜结构同时具有张拉式膜结构和骨架式膜结构优缺点，其设计分析虽比张拉整体式膜结构简单一些，且局部也有美妙的曲面形式，但其整体造型受到其支撑骨架的限制，目前这种体系较多地用于体育场的看台挑篷结构中。
它们有如下共同特点：（1) 自重轻在建造大型共公建筑时，具有较好的性能价格比。
在大跨度的结构中采用膜结构要比传统结构轻一个或几个数量级，且单位面积的结构自重与造价也不会随跨度的增加而明显地增加。
（2) 造型优美、富有时代气息膜结构突破了传统的建筑结构形式，易做成各种造型，且色彩丰富，在灯光的配合下易形成夜景，给人以现代美的享受。
又由于其技术上的先进性，膜结构被誉为现代建筑高科技，是21世纪的建筑。
（3) 减少能源消耗膜材料自身透光性较好，透光率在7%~15%左右，可充分利用自然光，白天使用不需人工照明，完全能满足各种体育比赛等活动需要；膜材料对光的折射率在70%以上，在日光照射下，室内形成柔和的散光，给人以舒适、梦幻般的感受。
（4) 施工速度快膜片的裁剪制作、钢索及钢结构等制作均在工厂内完成，可与下部钢筋混凝土结构或构件等同时进行，在施工现场只是钢索、钢结构及膜片的连接安装定位及张拉的过程，故在现场的施工安装比较文明、迅速快捷。
【优】真空充气包装最全PPT资料
不断增加而趋于缓慢，
O2透过量也直线下降。
20
O2 浓7
度5 %
2
PP(20um） PP(25um） 完全密封
0
20 40
60 80
贮存时间/d
图2-2 用PP包装苹果袋内30℃时O2的浓度变化
❖ 图2-2表示，同质材料，随着薄膜厚度增加，达到稳定状态 （呼吸速度平缓，O2消耗量与O2透过量平衡）的贮存天数增加， 氧气浓度下降。
第二章 真空充气包装 （阻气、气调技术）
一、定义 二、真空充气包装的原理 三、真空充气包装的应用
——果蔬的保鲜包装 四、真空充气包装用材问题
真空充气包装
❖ 真空充气包装是化学防护包装的一种方法，是 为了防止或减弱产品在流通过程中因化学反应 或生物化学反应而发生质量变化所采用的包装 技术方法。化学防护包装还包括防锈包装、脱 氧剂封存包装等。是用脱气或充气技术，除去 包装体系中的氧，改善包装内产品周围的气氛， 防止或减弱产品化学或生物化学反应发生，从 而达到包装产品目的的一种包装方 法。
❖ 由苹果保鲜包装试验结果 可以得出以下结论：
❖ a) 大多数果蔬的保鲜包装可以通过自然气调来 实现，即通过选择不同的材质、不同厚度的塑料 薄膜来调节袋内气氛，控制呼吸速度。
❖ b) 完全密封包装对果蔬的呼吸生存是不利的。 ❖ c) 各种果蔬都有其最佳的O2 的浓度，CO2的
浓度，例如苹果的最佳气氛应含3%的O2 ,3%的 CO2。
3、果蔬中水分蒸发产生水蒸气也是其特征。包装内水蒸 气如不能及时排出，易结露产生水珠，为霉腐微生物的 繁殖提供条件，导致果蔬腐烂。
所以，果蔬保鲜包装要调节其内部的气氛，防止水分过快 蒸发，抑制果蔬呼吸速度，采用气调、防潮、防霉等技 术来达到保鲜之目的。
大型充气膜结构及膜材的发展进程
大型充气膜结构及膜材的发展进程膜结构是一种全新的建筑结构形式。
介绍了大型充气膜结构的相关理论及应用概况，并对我国建筑膜材的发展及运用进行了详细的总结，可供参考。
1膜结构的概述及其特点作为现代空间结构体系的一个重要分支，膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，借鉴现代造型艺术与技术美学的成就，其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化，外观造型新颖独特，内部空间给人一种梦幻般的感觉，很大程度上满足了现代人的审美观念，成为现代建筑的新风格。
同时具有充分利用阳光、空气以及与自然融合的特性，符合当前提倡的“环保、可持续发展”重大战略，也为高科技生态建筑的发展提供了广阔的空间，更受到世界各地绿色建筑运动倡导者们的青睐，．将成为21世纪“绿色建筑体系”的宠儿，具有如下的特点：(1)艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件优异的受力特性。
(2)经济性：由于膜材特有透光性，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。
同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的建筑艺术效果。
(3)大跨度：膜结构可以从根本上克服传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。
(4)自洁性：膜材自身具有防护涂层，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
(5)工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。
(6)由于膜结构的独特魅力，其应用领域越来越广泛，目前主要应用于体育设施、交通设施、文化设施、娱乐设施、商业设施、景观小品及标志性建筑等。
2充气膜结构发展历程随着高强度建筑材料，数学力学，结构分析，制作安装技术，计算机技术的发展，膜结构体系不断演化，一般可分为充气膜、张拉膜、骨架式膜及索穹顶膜结构等结构体系[1，4]。
其中充气膜结构是膜结构发展过程中最初阶段的主要形式。
充气膜结构分类
充气膜结构分类
充气膜结构根据其形状和用途可以分为以下几类：
1. 帐篷型充气膜：帐篷型充气膜结构通常用于临时性建筑，如展览馆、体育馆、会议中心等。
其特点是结构简单、搭建快速，能够提供大面积的空间覆盖。
2. 穹顶型充气膜：穹顶型充气膜结构常用于体育场馆、游泳馆、大型商业建筑等。
其特点是具有良好的空间感，能够提供较大的内部空间，并且具有良好的自重分担和抗风能力。
3. 圆顶型充气膜：圆顶型充气膜结构常用于观光景区、休闲娱乐场所等。
其特点是外形美观、独特，能够吸引游客的注意力，同时也具有较好的空间感和可见性。
4. 薄膜结构：薄膜结构是一种以薄膜材料为主要覆盖材料的充气结构，常用于遮阳篷、雨棚、临时遮挡物等。
其特点是结构轻巧、灵活，能够快速搭建和拆卸，适用于各种临时性场所的搭建。
5. 其他特殊形状：除了上述几种常见的充气膜结构外，还有一些特殊形状的充气膜结构，如立方体、多面体、椭圆形等。
这些结构通常用于艺术装置、展览展示等特殊场合，能够给人以独特的视觉体验。
充气膜结构
更大的内部空间
无梁柱支撑屋顶。因此它被广泛运 用于大型场馆，工厂厂房等建筑。
更舒适健康
• Pm2.5可控制在5微克每立方米以下。 • 内部气压为室外气压的1.001～1.003倍不 会感到不适。 • 提供富氧环境。
•1970年日本大阪世 博会（ EXPO’70） 开辟了半永久充 David Geiger完成 气膜建筑先河。 139m ×78m的椭圆 膜结构的美国馆。
日本大阪世博会美国馆
•1972年~1984年， 由David Geiger设 计，Birdair公司在 美国建成银色穹顶 （Silver Dome， 220m×159m）等 7座巨大型充气膜 结构。
什么建筑可以便携？ 什么建筑可以仅花一天建成？ 什么建筑可以不需要柱子和梁？ 什么建筑可以快速拆除，打包带走？ 什么建筑可以无需窗户很好通风采光？ 什么建筑可以轻易抵御狂风，雪压，地震？ 什么建筑可以不论室外寒暑室内依然舒适如春？
充气膜结构是啥？
充气膜结构也称为“空气支撑结构”——air supported structures ,是指在以高分子材
· · · · · ·
前途无量！！！
料制成的薄膜制品中充入空气后而形成 房屋的结构。
特制的气球
气承式膜结构
充 气 膜 结 构 建 筑
气胀式膜结构 （气囊式膜结构）
气承式膜结构
——
气压差建起的建筑
依靠一套智能 化的充气系统 在气膜建筑内 部提供对外部 环境的正压， 靠内外部压力 差把建筑主体 支撑起来的一 种建筑结构。
不一般的膜材料
基布主要采用聚酯纤 膜结构材料是由基布 常用膜材为聚酯纤维 维和玻璃纤维材料。 和涂层两部分组成。 覆聚氯乙烯和玻璃纤维 涂层材料主要聚氯乙 覆聚聚四氟乙烯 烯（PVC）和聚四氟 乙烯（Teflon）。
膜结构(3)-结构体系
日本熊本市公园穹顶
Park Dome Kumamoto, 1997 z 混合充气膜结构形式。 z 膜结构直径107m，中心 部分设置高 14m的圆锥 形钢结构中心环。
z 中心环与周围的环状桁架 之间由上下各48根钢索连接 并覆盖以膜材。
★ 混合充气索膜结构
由于膜有索的附加支承，即使膜漏气，也不会有结构 物坠落，从而形成安全度极高的穹顶结构。
Geiger 体系 Levy 体系
Olympic Gymnastics Arena & Fencing Arena, Seoul, 1986
体操馆，D=120m
汉城奥运会体操馆和击剑馆
击剑馆，D=93m
索穹顶结构的施工张拉过程
1-安装拉环、竖杆和环索 2-张拉最外圈斜索 3、4-张拉第二、三圈斜索 5-张拉完毕 索穹顶结构的施工过程就 是结构的成形过程，同时也是 结构各杆件建立预应力的过 程。当索穹顶结构中的杆件被 提升至各自的设计位置后，杆 件中的预应力即达到设计值。
Cable Dome
Mast-Supported "Domes"
Buckminster Fuller & Tensegrity
富勒 (1895—1983)
2000多项发明专利，25本著作。
设计科学 (Design Science)
人类的发展需求与全球的资源、 发展中的科技水平结合在一起，用最 高效的手段解决最多的问题。
佐治亚穹顶
Georgia Dome, Atlanta, Georgia, 1992
z 椭圆形平面，是世界上
240m×192m
最大的索膜结构。 z PTFE膜材覆面，屋盖 用钢量仅30kg/m2。
膜结构精品PPT课件
图9-2-8 拉索的布置
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第九章 膜结构
9.2 充气膜结构
9.2.2 气承式膜结构
日本第1届世界园艺博览会兰花馆太阳馆（圆形建筑）半 径为75米，月亮馆（弧形建筑）最大跨度为40米。
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第九章 膜结构
9.2 充气膜结构
9.2.2 气承式膜结构
图9-2-10 第一穹顶平面及立面图 图9-2-11 第二穹顶平面图
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第九章 膜结构
9.2 充气膜结构
9.2.2 气承式膜结构
气承式膜结构是通过鼓风系统向建筑物内充气， 使室内外保持一定的压力差，并产生一定的预张 应力，以保证体系的刚度，使覆盖膜撑起 。
膜与地面采用沙包或锚固索固定。
图9-2-7气承式膜结构
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第九章 膜结构
9.2 充气膜结构
9.2.2 气承式膜结构
基层为纤维编织物：受力结构 附着于基层上的涂层：密实、保护基层作用外，还有防火、 防潮、透光 ❖ 常用膜材类别： 第1类，聚酯纤性织物加聚氯乙烯（PVC）涂层 第2类，无机材料织物加聚四氯乙烯（PTFE）涂层 第3类，改进PVC膜材 第4类，ETFE膜材，号称软玻璃、塑料王
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第九章 膜结构
9.1 概述
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第九章 膜结构
9.1 概述
9.1.1膜结构的特点
使用范围广、可拆卸、易运输。适用于广阔的地域，拆 卸安装时间短。
总之：膜结构建筑外观飘逸，空间开阔灵秀、结构轻盈、 透光阻燃、经久自洁、安装快捷、节能降耗、造价适中、 维修简便。由于膜材造型运用很灵活，尤其使大跨距的 建筑，特别能突显设计者的创意及设计要求。在奥运会、 世博会等大型建设工程中，已经大显身手。
9.1.2薄膜材料的组成和分类
充气膜结构体育馆施工工法(2)
充气膜结构体育馆施工工法充气膜结构体育馆施工工法一、前言充气膜结构体育馆施工工法是一种创新的建筑施工技术，通过采用特殊的充气膜材料和工艺，能够快速、高效地搭建出具有良好空间性能和使用功能的体育馆。
本文将详细介绍充气膜结构体育馆施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点充气膜结构体育馆施工工法有以下几个特点：1. 快速高效：通过预制充气膜和支撑结构，可以大大减少施工周期，快速搭建出体育馆。
2. 灵活多样：充气膜结构体育馆可以根据需求进行灵活设计，变化多样的外形和内部空间布局，满足不同场地和功能的要求。
3. 轻质环保：采用轻质材料搭建，对地基要求低，减少土地资源的占用，同时对环境影响较小。
4. 良好的空间性能：充气膜结构能够提供宽敞、无柱、无障碍的空间，为体育活动提供良好的使用体验。
三、适应范围充气膜结构体育馆适用于各种体育场馆、多功能演出场地等需要大空间的场所。
尤其适用于临时性活动场所，如世界大型体育赛事等，可以快速搭建临时体育场馆。
此外，充气膜结构体育馆也可以用于常设体育场馆，提供长期的使用功能。
四、工艺原理充气膜结构体育馆的施工工艺是基于充气膜材料和结构的原理。
充气膜材料具有良好的张力和抗拉性能，能够通过内部充气增加结构稳定性和承载能力。
施工工艺中，首先根据设计要求制作充气膜，并进行预制。
然后，在施工现场搭建支撑结构，并将充气膜安装在支撑结构上。
最后，通过对充气膜进行充气，达到预定的形状。
五、施工工艺1. 地基预处理：根据地基状况，进行地基处理，包括清理、夯实和排水等工作。
2. 支撑结构搭建：根据设计要求，搭建支撑结构，包括框架和承重构件的安装。
3. 充气膜安装：将预制的充气膜进行安装，注意保护膜材料以避免损坏。
4. 充气处理：使用专业设备对充气膜进行充气，控制充气压力和速度，以达到设计要求的形状。
5. 管道和设备安装：根据体育馆功能需求，安装相应的管道和设备，如照明、空调等。
膜结构知识介绍
膜结构知识介绍膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。
这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式海口海洋世界入口膜结构 1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制，且经济效益高等特点，广泛适用于任何大,小规模的空间。
青岛音乐广场 2.张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）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到安定的形式。
除了可实践具创意，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。
因施工精度要求高，结构性能强，且具丰富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构（Pneumatic Structure）充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压来支撑，及钢索作为辅助材,无需任何梁,柱支撑，可得到更大的空间，施工快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度，柔韧性好的薄膜材料，是由纤维编织成织物基材，在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料，中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维，而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂（PVC）,硅酮(silicon)及聚四氟乙烯树脂（PTFE），在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
充气膜结构的找形分析和裁剪分析
之后，充气膜结构建筑相继出现在大中型体育场馆以及展览场馆中，得到世人的瞩目以及束自社会更多的关注．其中典型的有：１９７３年美国加利福尼弧州圣兜拉勒人学活动中心（图１．３）、１９７５年美国密歇投州庞蒂亚克“银色穹项”、】９８８年建造的东京后乐园棒球馆（图１．４）等等。
圈１．１富十馆
Ｈ１．２Ｊ、岛巨浪馆
图１．３圣克拉勒大学活动中心
图１．４东京后乐园棒球馆
然而，充气膜结构作为大跨度体育场馆屋顶，由于在恶劣天气时维护不当，曾出现过多次事故。
轻者屋面下瘪，重者膜材被撕裂，砸坏了下面的设旌，这些事故虽然只造成了一些财产损失，并没有人员伤亡，但在公共建筑中屋面问题，还是引起了公众的关注。
同时，充气膜结构在使用过程中需要不断能源供应，致使运行维护费用高；空压机与新风机的自动控制系统和融雪热气系统隐禽事故率高：室内过大的超压环境下人体的排汗、耗氧与舒适性等问题没能很好解决，这些甚至导致了人们对充气膜结构提出了疑问。
因此，在上个世纪８０。
膜结构
膜结构(Membrane)是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式,是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式.膜结构可分为充气膜结构和张拉膜结构两大类.充气膜结构是靠室内不断充气,使室内外产生一定压力差(一般在10㎜～30㎜水柱之间),室内外的压力差使屋盖膜布受到一定的向上的浮力,从而实现较大的跨度.张拉摸结构则通过柱及钢架支承或钢索张拉成型,其造型非常优美灵活.张拉形式膜结构在随后的几十年，建筑膜结构得到了迅猛的发展。
膜结构大部分由钢材和索构成，另外与结构相结合的膜材也逐渐走向功能化、智能化。
膜材具有造型轻巧自由、美观；透光、节能、环保，优良的阻燃性能；防污自洁性能；安全、寿命长等优点。
基于这些优点，建筑膜材脱颖而出，膜结构被称为“21世纪的建筑”，应用于大型体育场馆、入口廊道、购物场、娱乐场、停车场、展览会场、植物观光园等建筑。
张拉膜结构(Tesioned Membrane Structure) ，是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系膜结构的结构形式：是由多种高强薄膜材料(PVC或Teflon等)及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状,作为覆盖结构,并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。
膜结构使用寿命及特点：膜结构车棚的篷布材质是膜结构，而膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，不受紫外线影响，使用寿命长，一般15-30年。
具有高透光率，透光率为13%,对热能反射率73%，热吸收量很少。
正是因为这种划时代的膜材料的发明，使膜结构车棚成为现代化的永久建筑。
膜结构停车棚的市场前景：随着都市现代化步伐的加快,汽车成为任何一个都市不可缺少的交通工具。
我国由于汽车工业高速发展，城市的汽车拥有量成倍上升，但城市建设规划没能尽快适应这一发展的要求，常常是车无停放之地。
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控制系统向建筑物内充气，使室内外保持一定的压力差，使覆盖膜体受到上浮力，
并产生一定的预张应力，以保证体系的刚度。气胀式膜结构是向单个膜构件内充气，
使其保持足够的内压，多个膜构件进行组合可形成一定形状的一个整体受力体系。
充气结构
发展 充气结构于20世纪40年代开始应用，可作为体育场、展览厅、仓库、战地医院等。 特别适宜于轻便流动的临时性建筑和半永久性建筑。充气结构具有重量轻、跨度大、 构造简单、施工方便、建筑造型灵活等优点；其缺点是隔热性、防火性较差，且有 漏气问题需要持续供气。
充气结构
造型分类
根据被约束气体压力的大小：可以分为低压充气结构和高压充气结构。它们在内压、 结构功能、支承类型等方面都有所不同。低压充气结构内压为100~1000N/m2，而高 压充气结构内压高达10000~70000 N/m2。通常单气膜是低压的，而双气膜可以是高 压，也可是低压。高压体系的充气结构一般都是由管状构件组成，在一个方向上为 弧形曲率，而在另一个方向曲率很小，或为零。管状构件还可以承受垂直膜面作用 外力，如同梁、拱的作用，其在承受较大的外力时只有通过较高的内压平衡。但是 高压体系会发生膜内气体渗透现象。
广岛巨浪馆
充气结构
结构类型 充气结构主要有气承式和气囊式两种结构形式： ①气承式结构是直接用单层薄膜作为屋面和外墙，将周边锚固在圈梁或地梁上，充 气后形成圆筒状、球状或其他形状的建筑物。室内气压为室外气压的1.001～1.003 倍。人和物通过气锁出入口进出。为减小薄膜拉力、增大结构跨度，气承式结构薄 膜上面可设置钢索网。
充气结构
边界条件
充气结构中不论任何形式的造型分类，根据膜面边界条件的受力特性分为无附加支 承仅仅依靠内部气 压作用而张紧受力，不需要依靠有附加支承约束来张紧膜面。有附加支承约束又具 体分为附加点支承、附加线支承和复合支承。有附加支承约束是指充气膜面不仅依 靠内部气压作用而使膜面张紧受力，而且需要依靠有附加支承约束来张紧膜面。因 而有附加支承约束充气结构可以适用于更大跨度、更大空间的要求，因而使空间造 型更加多样，更加变化。
②气囊式结构是将空气充入由薄膜制成的气囊，形成柱、梁、拱、板、壳等基本构 件，再将这些构件连接组合而成的建筑物。气囊中的气压为室外气压的2～7倍，故 是一种高压体系。
充气结构
造型分类
在造型设计过程中，为了产生复杂多样的空间造型，必须关注不同造型之间的边界 形状即其连接部分的曲面拟合。造型表面必须满足一些基本条件：封闭，有向，有 界和连接。只有封闭表面才能保证平面立体的拓扑关系成立。而且造型还要满足一 定的结构刚性，以满足承受一定外荷载的要求。
充气结构
造型分类
根据被约束气体的压力性质，又可以把充气结构分为负压体系和正压体系。简单区 分就是膜内气压若低于大气压则为负压体系，反之，则为正压体系。负压体系空间 造型的外廓线为凹曲面形，凹曲面造型充气结构属于低压体系，原因是膜材的应力 一般都不大，而极小的压差会在膜面引起足够的膜面应力，容易获得要求的凹曲面 造型。但凹曲面造型会引起积雪和积水等可能造成的问题，并因风荷载可能会引起 形状不稳定。而正压体系空间造型的外廓线为凸曲面形，其结构内部气压应高于周 围结构外部的大气压。凸曲面造型充气结构既有低压体系，又有高压体系。因而凸 曲面造型充气结构膜材的应力变化较大，在凸曲面充气结构造型设计时首先要确定 是低压体系还是高压体系，以确定选用的膜材。
充气结构根据不同的分类依据有多种划分。根据大气层中使用空间的主要结构效用 可分为单层充气结构和双层充气结构。单层膜的空间只有一层薄膜围成，支承介质 必须是空气；双层膜的两层受力薄膜总是向相反方向弯曲，中间可以用其他气体或 高压空气，室内无超压，虽然跨度能力有所限制，但保持了快速折装、便于运输 （体积小、质量轻）、可反复使用和抗灾性好，光环境宜人等特点。同时保温隔热， 在建筑形式上灵活多样。
材料 薄膜材料主要有玻璃纤维布、塑料薄膜、金属编织物等，其中用得最多的是玻璃纤 维布，其表面可涂聚四氟乙烯等类涂料，以增加耐久性和防火性。薄膜材料的接缝 可采用熔接、粘接和缝合等三种形式。
充气结构
建筑的空间造型设计中，可以充分利用符合力学原理的建筑造型来增强建筑艺术 表现力。这就是通过结构件变形来表现出的整体结构形式，完全不需要任何媒介而 呈现空间造型，简洁、流 畅、自然。充气结构就是这样造型别致、变化无穷的结 构形式。一片只能承受拉力的柔性薄膜在受到有压差的气体作用时，呈现出充气的 形状，它朝着气体密度低的方向变 形，直到位移和形状趋于稳定。充气加压后的 薄膜能够承受一定的外力，根据这一基本原理，可利用薄膜和受约束的气体共同构 成的一种充气结构体。充气结构是通过压差保持稳定的结构类型，对所采用的充气 结构的稳定性或承重构件作出正确的分析，就必须对其造型规律进行基本的研究。
大跨度建筑实例的结构分析
CONTENTS
1 大跨度建筑简介
2 充气结构概述
3 实例分析
随着科技水平的进步与建筑技术的不断发展，现今建筑物的跨度和规模越来越大， 目前，尺度能达到150m以上的超大规模建筑已非个别；并且它们结构形式丰富多彩 ，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。大跨度建筑通常是 指跨度在 30 米以上的建筑，主要用于民用建 筑的影剧院、体育场、展览馆、大会 堂、航空港以及其他大型公共建筑在工业建筑中则主要用于飞机装配车间、飞机库 和其他大跨度厂房中。 大跨度建筑主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、桁架结构、膜结构、薄壳结 构等基本空间结构。还包括他们的各种组合与演变。正是这种组合与演变,造就了当 今大跨度建筑的纷繁多样的建筑形式以及纷繁的建筑空间。
Chapter 充气结构
充气膜结构在索穹顶体系出现之前，创造了段大跨建筑的辉煌发展史。
充气结构
简介
充气结构，又名"充气膜结构",是指在以高分子材料制成的薄膜制品中充入空气
后而形成房屋的结构。充气式 充气结构 结构又可分为气承式膜结构和气胀式膜结
构（或叫气肋式膜结构）。
气承式膜结构（索膜结构）是通过压力