yi种新的结构形式出现，必然遵循yi定的理论规律，也就是shou先是概念性的设计，初步的规划。整体的划分，形成块，再具体到细部。

      yi、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：

      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。

      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安 定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是很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yi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yi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。

      织物基材——抗拉强度，抗撕裂强度，耐热性，耐久性，防火性。

      涂 层 材——耐候性，防污性，加工性，耐水性，耐品，透光性。

      三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材，依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜，膜材的正确选定 应考虑其建筑的规模大小、用途、形式，使用年限及预算等综合因素后决定。

      PVC膜（PVC-Coated Polyester）

      PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜pián yi，且具有材质柔软，易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火 性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层（聚氯乙烯）而成，yi般建筑用的膜材，是在PVC涂层材的表面处理上，涂以数 micron 厚的压克力树脂（acrylic），以改善防污性。但是，经过数年之后就会变色、污损、劣化。yi般PVC膜的耐用年限，依使用环境不同在5~8年。为了改 善PVC膜材的耐侯性，近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层，以改善其耐侯性及防污性的膜材。

      PVDF PVDF是二氟化树脂（Polyvinylidene Fluoride）的略称，在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与yi般的PVC膜比较，耐用年限改善至7~10年 左右。

      PVF PVF是yi氟化树脂（Polyvinyl Fluoride）的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，更具有防 沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳，所以使用用途受到限制。

      PTFE膜（PTFE Coated Fiberglass）

      PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上，涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜很大的特微就是耐久性、防 火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较，材料费与加工费高，且柔软性低，在施工上为避免玻璃纤维被折断，须有专用治工具与施工技术。

      耐久性：涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定，不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使 用后，不会引起强　度劣化或张力减低。膜材颜色yi般为白色、透光率高，耐久性在25年以上。

      防污性：因涂层材为聚四氟乙烯树脂，表面摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。

      防火性：PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性，可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。

      四、工程应用体育设施—体育场馆、健身中心等交通设施—机场、火车站、公交车站、高速公路收费站、加油站 等文化设施—展览/会议中心、剧场、博物馆、动物园、水族馆等景观设施—建筑入口、泳池小品、小区长廊、户外广场、公园小品、标识性建筑等商业设施—购物 中心、餐厅、步行街等工业设施—工厂、仓库、污水处理中心、物流中心、温室等。

      张拉膜结构的基本组成单元 通常有：膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。

      膜材yi种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须 引入适当的预张力。此外，要保证膜结构正常工作的另yi个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力；而膜结构是通过改 变形状来分散荷载，从而获得很小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：yi个是由几何变形引起的；另yi个是由材料应变引起的。 通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每yi个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是 由桅杆来提供的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构（suspension membrane）。

      索作为膜材的弹性边界，将膜材划分为yi系列膜片，从而减小了膜材的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，膜材的自由支承长度不宜超过 15米，且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外，索的另yi个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑，从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的 倒塌。

      膜结构设计主要包括以下内容：

      1，初始态分析：确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面，并能够抵抗各种可能的荷载工况；这是yi个反复修正的过程。

      2，荷载态分析：张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的1／5，混凝土结构的1／40；因此膜结构对地震力有良好的适应性，而对风的作用较为敏感。此外还 要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少，故对膜结构的设计通常采用安全系数法。

      3，主要结构构件尺寸的确定，及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时，应注意不同设计方法间的系数转换。

      4，连接设计：包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。

      5，剪裁设计：这yi过程应具备必要的试验数据，包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值（应通过双轴拉伸试验确定）。

      膜结构在方案阶段需要考虑的问题 有：

      1，预张力的大小及张拉方式；

      2，根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式；

      3，考虑膜面及其固定件的形状以避免积水（雪）；

      4，关键节点的设计，以避免应力集中；

      5，考虑膜材的运输和吊装；

      6，耐久性与防火考虑。

      在膜结构设计阶段所要考虑的 要点有：

      1，保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果；

      2，细化支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状；

      3，简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。