张拉膜结构的材料特征和力学基本原理

1、材料组成

膜布是表面涂有涂层的化学纤维织物薄膜。它分为两部分，基层是化学纤维织物，它主要决定的力学特性，提供材料的抗拉强度和抗剪强度等；外层为涂层，主要解决材料的物理特性，提供材料的耐火、耐久性及防水自洁性。

由膜布的技术特性决定，它既是结构材料，也是围护材料，是一种能将自由曲线的造型和透明质感有机统一起来的新型建筑结构围护材料。其自重轻，抗拉性好，更适合覆盖大空间建筑。

2、强度、刚度、稳定性与基本形态

膜布由经向和纬向相互正交的纤维织物组成，由于纤维织物是柔性材料，自身强度是靠拉力产生，刚度和稳定性的获得是通过预应力和曲度来达到静态的平衡。

膜布在平衡状态下有两个弯曲方向，其曲率半径相反，一个是凸出，一个是凹下，纤维股的方向一般与这两个方向平行。对应于这些方向的内压力产生反力，使系统保持静态平衡。

其主方向将承担这种荷载，而垂直于该方向的纬向是另一曲面，将帮助系统维护稳定。这种受力方式使任何局部荷载均由整体结构来承担，充分发挥了纤维的抗拉性，因此，膜布是一种新型的空间结构材料。