張拉膜結構的概念與組成

張拉膜結構的概念與組成

張拉膜結構是以薄膜為結構材料，使用鋼索或剛性支撐桿對其施加預應力使其獲得結構剛度并承擔外部荷載，能夠覆蓋較大空間的結構體系。是當今社會科技進步下的產物，綜合了建筑學、材料與構造、結構力學、計算機技術等等學科領域的新型結構技術。

張拉膜結構的基本組成單元為覆蓋的膜面與支承體系。膜面是由一塊或者幾塊大面積區域的的膜和很多小面積區域的膜構成，膜材符合相關技術與性能要求。膜面既可承受荷載覆蓋屋面，又可作為圍護結構提供遮風避雨的場所；張拉膜膜結構支承體系是對膜材施加預應力的構件，使膜材具備一定的結構剛度，并將力傳遞到地面，可以是鋼結構，也可是混凝土結構。在預應力作用下，張拉的膜面是穩定的空間雙曲面，也就是負高斯曲面。負高斯曲面上每個點的兩個曲率半徑分別位于曲面的兩側，當曲率較小時為了保持膜面的平衡必然需要較大的預應力，反之，曲率較大時需要較小的預應力。

張拉膜面和穩定的支承體系是維持結構體系存在的必要結構單元。需要指出的是，膜在張拉膜結構中不單單是覆蓋與維護作用的部分，而是行使重要結構功能的部分，一旦膜面損壞斷裂，其下結構支承體系將失去平衡而被破壞。