張拉膜結構是指通過拉索將膜材料張拉于結構上而形成的,張拉膜結構也可稱為張拉式索膜結構,是由穩(wěn)定的空間雙曲張拉膜面、支承桅桿體系、支承索和邊緣索等構成的結構體系。張拉膜結構由于具有形象的可塑性和結構方式的高度靈活性、適應性,所以此種方式的應用極其廣泛。張拉膜結構又可分為索網(wǎng)式、脊索式等。張拉膜結構體系富于表現(xiàn)力、結構性能強,但造價稍高,施工要求也高。
膜材一種新興的建筑材料,已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身受壓不大,抗彎也不是很好,所以要使膜結構正常工作就必須引入適當?shù)念A張力。此外,要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。
索作為膜材的彈性邊界,將膜材劃分為一系列膜片,從而減小了膜材的自由支承長度,使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻指出,膜材的自由支承長度不宜超過15米,且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外,索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結構提供附加支撐,從而保證不會因膜材的破損而造成支承結構的倒塌。
膜結構在方案階段需要考慮的問題有:
1,預張力的大小及張拉方式;
2,根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式;
3,考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水(雪);
4,關鍵節(jié)點的設計,以避免應力集中;
5,考慮膜材的運輸和吊裝;
6,耐久性與防火考慮。