膜结构建筑评价方法研究
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并最终导致膜结构破 坏 的因素加 以修 正 ， 主要包括 ： 用膜 面等 抗拉强度 的膜材价 格相差 甚远 。故 全面地 分析膜 结构设计 方案 利 高线 判断膜 面的坡度 和排水 曲线 ， 控制单元 的跨 度尺寸 以免膜 片 的经济性不仅要 比较钢膜 比， 要作 总造价估算 比较 。 还
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４ ・ ２
第３ ６卷 第 ２ ｌ期 ２ ０ １０年 ７月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｌ． ６ Ｎｏ． １ ０ ３ １ ２ Ｊ１ ２ １ ｕ． ００
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结 构 ・ 震 ・ 抗
文 章编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ ２ —０ ２０ １０ ．８ ５ ２ １ ｝１０ ４ —２
的优劣选择合适 的发 展方 向 ， 都需要 对设计方案进行评 价。鉴于
膜结构建筑 自身 特点 和设计 的特殊 性 ， 以张拉 膜结构建筑 最基本
支撑边界 以上部分 （ 不含以下支撑 结构部分 ） 进行经济测算 ， 即钢 模 比＿ 的量化比较。对 于膜结 构造 型 以下 的支撑 结构部 分可 以 １ ｊ
的两个方 面——安全和经济 因素建立起 评价体系框架 ， 为方案 评 按照 已有 的评价体系另行测算 。 在一个完整的方案 中 ， 纯建筑材 料成 本 （ 不包括 膜材 连接安 选和优 化提供可操作工具 。
设计 、 加工 、 安装不 同膜材需要 采用不同 的处理技术 ， 所以在计划 按照“ 实用 、 经济 、 观 ” 美 的原则 ， 合膜 结 构建 筑 自身 的特 某一建筑 工程 时 ， 结 在其初期阶段分析材料方 案的经济性就 十分重 点， 对膜结构建筑方案影 响最大 的因素有安全 因素和经济 因素 。 要。如果忽 略材料 的长期外观 、 使用 寿命 、 防火性 能以及清洁 费 用 ， 本较低的 Ｐ 成 ＶＣ涂层 聚酯 纤维 和成 本较 高 的 Ｉ Ｆ Ｙ Ｅ涂层玻 Ｆ 安全因素包含有两个层 面 ：） １ 方案 的可行性 。根据膜结 构设 璃纤维基本上都能够满足某一建 筑项 目的同样 功能要求。例如 ： 计的基 本造 型单元和 连接原则 ， 若膜结构造 型不可归类或不 可拆 某一建筑项 目若 要使用 Ｐ ＶＣ膜材 ， 采用 对材料进 行 大面 积力 量
施加 的预应力过大 ， 膜结 构构造 节点 的可调节 变形 能力 ， 膜结 构 １ ３ 选 定 指 标 ． 屋面体形 的抗风性能等 【ｌ ２。 在评价膜结构建筑 方案 中应参与 的指标包括 ： 单元连接合理 度（ １ ， 面单元等 高线 分析 （ ２ ， 面抗风 体型 （ ３ ， Ｃ ）膜 Ｃ ）膜 Ｃ ） 膜面 单 对于膜结 构建 筑 ， 设方 常常 只关注 建筑所 用膜材 的花 费 ， 元跨度尺寸（ ， 面节 点可调 节能力 （ ５ ， 建 ｃ ）膜 ｃ ） 钢膜 比（ ６ ， 结 ｃ ）膜 ຫໍສະໝຸດ Baidu其实膜材的净成 本并 不能提 供对 总造价 太多有 用 的信 息。最 构建筑总造价估算 （ ， 指标。需要 强调 的是 整个评价 体系应放 Ｃ）
具参 考价值 的应该是空 间跨度与膜结构 的总成本 （ 即包括 支撑结 在项 目建设环境 中进行 ， 比较非量化 的指标要 以项 目所在地 的气 构的成本 ） 的关 系和膜 结构 所 占的 比例 。但 在膜结 构方 案初期 ， 候环境——雪荷载 、 限风速 、 极 暴雨强度 、 场地类型 和景 观环境为 很难作 出较准确 的膜结构建筑成本核算 ， 也不 易确定膜结构 的经 大 前 提 。 济效率 ， 且根据膜结构支撑选择 的体系不同 ， 价差异很 大 ， 造 差异 ２ 评价体 系
解为基本膜结构造型 单元 类型 ， 则此 方案不 是张拉 膜结构 造型 ， 加强措施仍可 以节省资金 ， 如果该 工程 使用 Ｐ Ｆ 但 Ｔ Ｅ膜 材 ， 对 再 故 可以据此判断膜结构建筑方案不具有 可行性 ； 若可把方案造 型 其进行大面积的材料力量加强无 疑变成 了毫无 理 由的支 出浪费 ， 归类或拆解为基本膜结构造型单元类型 ， 并且单元 之间有合理 的 这种情况下应 该尽 可能地 缩小甚 至要完 全取 消材料 的力量加 强 连接 ， 则可 以初步判 断此方 案造 型属于 张拉膜 结构 ， 在此 基础上 措施 而通过完 善设计方案对其 加 以弥补 。另外 ， 同力量 等级 的 不
中图分类号 ： Ｊ ９ ＴＩ３９ 文献标识码 ： Ａ 中可能反映支撑 系统较 多 。目前 有关结 构支撑 系统 的经济评价
Ｏ 弓 言 ｌ
在膜结构建筑项 目中 ， 无论是建设投 资方在众多 的投标方案 已有成熟研 究成 果 了。为 了能在 膜结构 造型方 案初期 即能评价 其 经济性 ， 我们仅就膜结构造型部 分——膜 结构造型张拉锚点 和 中要选 出一个最优的膜结构建 筑设计 ， 是设计师评判 创意方案 还
１ 评 价指标
装 的费用） 约占已装 配膜材结构体系总花费 的 １ ％～５ ％。因为 ０ Ｏ
１ １ 安 全 因素 ．
可 以进行深化设计 工作 …。可行 性判 断指标 即为单元 连接 合理 Ｐ Ｃ涂层聚酯纤维膜材的价格虽然有差别 ， Ｖ 但此价格差别不会对 程度。２ 膜结构建筑方案 的优化 ， ） 即对方案 中的可能 发展 成病害 总体价格造成很 大影 响 ； Ｐ Ｆ 但 Ｔ Ｅ膜材 的情况 却与此 相反 ， 同 不
１２ 经济 因素 ．
Ｏｎ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｅ ｗｅ ｎ ｒ ｓｄ ｎ ｉ ｌ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｄ ｃ ｒ ｔｏ ｅａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｅ ｉ ｅ ｔａ ｓｇ ｎ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｄ
膜 结 构 建 筑 评 价 方 法 研 究
李 虎
摘 要： 以膜结构建筑形 态构成为基础 ， 索新 的评价方 法， 探 从安全和 经济角度选 择 了 ７个评价指标 ， 利用 层次分析法 ， 建立 了膜 结构评价体系框架， 以期为膜结构建筑方案评选和优化提供可操作工具。
关键 词 ： 膜结构 ， 安全性 ， 经济性 ， 评价
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第３ ６卷 第 ２ ｌ期 ２ ０ １０年 ７月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｌ． ６ Ｎｏ． １ ０ ３ １ ２ Ｊ１ ２ １ ｕ． ００
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结 构 ・ 震 ・ 抗
文 章编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ ２ —０ ２０ １０ ．８ ５ ２ １ ｝１０ ４ —２
的优劣选择合适 的发 展方 向 ， 都需要 对设计方案进行评 价。鉴于
膜结构建筑 自身 特点 和设计 的特殊 性 ， 以张拉 膜结构建筑 最基本
支撑边界 以上部分 （ 不含以下支撑 结构部分 ） 进行经济测算 ， 即钢 模 比＿ 的量化比较。对 于膜结 构造 型 以下 的支撑 结构部 分可 以 １ ｊ
的两个方 面——安全和经济 因素建立起 评价体系框架 ， 为方案 评 按照 已有 的评价体系另行测算 。 在一个完整的方案 中 ， 纯建筑材 料成 本 （ 不包括 膜材 连接安 选和优 化提供可操作工具 。
设计 、 加工 、 安装不 同膜材需要 采用不同 的处理技术 ， 所以在计划 按照“ 实用 、 经济 、 观 ” 美 的原则 ， 合膜 结 构建 筑 自身 的特 某一建筑 工程 时 ， 结 在其初期阶段分析材料方 案的经济性就 十分重 点， 对膜结构建筑方案影 响最大 的因素有安全 因素和经济 因素 。 要。如果忽 略材料 的长期外观 、 使用 寿命 、 防火性 能以及清洁 费 用 ， 本较低的 Ｐ 成 ＶＣ涂层 聚酯 纤维 和成 本较 高 的 Ｉ Ｆ Ｙ Ｅ涂层玻 Ｆ 安全因素包含有两个层 面 ：） １ 方案 的可行性 。根据膜结 构设 璃纤维基本上都能够满足某一建 筑项 目的同样 功能要求。例如 ： 计的基 本造 型单元和 连接原则 ， 若膜结构造 型不可归类或不 可拆 某一建筑项 目若 要使用 Ｐ ＶＣ膜材 ， 采用 对材料进 行 大面 积力 量
施加 的预应力过大 ， 膜结 构构造 节点 的可调节 变形 能力 ， 膜结 构 １ ３ 选 定 指 标 ． 屋面体形 的抗风性能等 【ｌ ２。 在评价膜结构建筑 方案 中应参与 的指标包括 ： 单元连接合理 度（ １ ， 面单元等 高线 分析 （ ２ ， 面抗风 体型 （ ３ ， Ｃ ）膜 Ｃ ）膜 Ｃ ） 膜面 单 对于膜结 构建 筑 ， 设方 常常 只关注 建筑所 用膜材 的花 费 ， 元跨度尺寸（ ， 面节 点可调 节能力 （ ５ ， 建 ｃ ）膜 ｃ ） 钢膜 比（ ６ ， 结 ｃ ）膜 ຫໍສະໝຸດ Baidu其实膜材的净成 本并 不能提 供对 总造价 太多有 用 的信 息。最 构建筑总造价估算 （ ， 指标。需要 强调 的是 整个评价 体系应放 Ｃ）
具参 考价值 的应该是空 间跨度与膜结构 的总成本 （ 即包括 支撑结 在项 目建设环境 中进行 ， 比较非量化 的指标要 以项 目所在地 的气 构的成本 ） 的关 系和膜 结构 所 占的 比例 。但 在膜结 构方 案初期 ， 候环境——雪荷载 、 限风速 、 极 暴雨强度 、 场地类型 和景 观环境为 很难作 出较准确 的膜结构建筑成本核算 ， 也不 易确定膜结构 的经 大 前 提 。 济效率 ， 且根据膜结构支撑选择 的体系不同 ， 价差异很 大 ， 造 差异 ２ 评价体 系
解为基本膜结构造型 单元 类型 ， 则此 方案不 是张拉 膜结构 造型 ， 加强措施仍可 以节省资金 ， 如果该 工程 使用 Ｐ Ｆ 但 Ｔ Ｅ膜 材 ， 对 再 故 可以据此判断膜结构建筑方案不具有 可行性 ； 若可把方案造 型 其进行大面积的材料力量加强无 疑变成 了毫无 理 由的支 出浪费 ， 归类或拆解为基本膜结构造型单元类型 ， 并且单元 之间有合理 的 这种情况下应 该尽 可能地 缩小甚 至要完 全取 消材料 的力量加 强 连接 ， 则可 以初步判 断此方 案造 型属于 张拉膜 结构 ， 在此 基础上 措施 而通过完 善设计方案对其 加 以弥补 。另外 ， 同力量 等级 的 不
中图分类号 ： Ｊ ９ ＴＩ３９ 文献标识码 ： Ａ 中可能反映支撑 系统较 多 。目前 有关结 构支撑 系统 的经济评价
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在膜结构建筑项 目中 ， 无论是建设投 资方在众多 的投标方案 已有成熟研 究成 果 了。为 了能在 膜结构 造型方 案初期 即能评价 其 经济性 ， 我们仅就膜结构造型部 分——膜 结构造型张拉锚点 和 中要选 出一个最优的膜结构建 筑设计 ， 是设计师评判 创意方案 还
１ 评 价指标
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可 以进行深化设计 工作 …。可行 性判 断指标 即为单元 连接 合理 Ｐ Ｃ涂层聚酯纤维膜材的价格虽然有差别 ， Ｖ 但此价格差别不会对 程度。２ 膜结构建筑方案 的优化 ， ） 即对方案 中的可能 发展 成病害 总体价格造成很 大影 响 ； Ｐ Ｆ 但 Ｔ Ｅ膜材 的情况 却与此 相反 ， 同 不
１２ 经济 因素 ．
Ｏｎ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｅ ｗｅ ｎ ｒ ｓｄ ｎ ｉ ｌ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｄ ｃ ｒ ｔｏ ｅａ ｉ ｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｅ ｉ ｅ ｔａ ｓｇ ｎ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｄ
膜 结 构 建 筑 评 价 方 法 研 究
李 虎
摘 要： 以膜结构建筑形 态构成为基础 ， 索新 的评价方 法， 探 从安全和 经济角度选 择 了 ７个评价指标 ， 利用 层次分析法 ， 建立 了膜 结构评价体系框架， 以期为膜结构建筑方案评选和优化提供可操作工具。
关键 词 ： 膜结构 ， 安全性 ， 经济性 ， 评价