膜结构设计的基本原则
膜结构的应用和施工
膜结构的应用和施工本文简要介绍膜材料的主要类型、膜结构设计基本原理、膜结构的施工工艺，并探讨防火设施和膜结构配套使用之间的关系，以达到既能采用新颖建筑材料，又能满足防火工作要求，顺利通过消防验收的双赢目的。
1. 前言史前的人类用帐篷和伞来挡风遮雨，一般采用皮革或自然编织物制造，帐篷是人类历史上最早出现的膜结构建筑，帐篷和伞一样都反映着膜结构最原始的特点——即预加张力的薄层。
“膜”（Membrane）这个词最早源于拉丁文，其含义是“轻且有张力”。
20世纪50年代以来，随着高分子科学的发展，膜材的性能有很大的提高。
带高分子覆盖的织物与塑料在膜结构领域的应用已有30多年的历史。
美国拉文丁大学校园中心于1973年成为世界上首次使用PTFE膜材的膜结构工程。
如今，膜结构在国外早已得到广泛应用；在国内正在被人们逐步接受并用于体育场馆、会展场馆等建筑中。
2. 膜材料膜材的选用与膜在建筑结构中的安装的位置和所起作用有关。
现代膜结构使用的工程膜材主要有两种类型：一是以聚脂纤维织物结构为基材，五层复合聚氯乙烯树脂类材料制成的工程膜材（PVC）；二是以玻璃纤维为基材，面层复合四氟聚脂类材料而成的永久性建筑膜材（PTFE）。
2.1 几种常见的膜材。
(1) PVC复合材料织物这种膜可抵抗恶劣气候，并有紫外线隔离能力。
用这种膜材制成的膜结构容易安装，且表面光滑又容易清洁。
PVC类膜在防火类别是阻燃的，其透光率一般可达20%，平均使用寿命大约5--20年。
(2) PTFE覆层式玻璃纤维织物这种属于较高级的膜材，用于永久性的建筑结构中。
该膜材张力极高，可抵抗紫外线，防火类别为阻燃，光滑的表面有着较高的反射率和自洁率，由于受到膜材厚度的限制，其透光率一般在12%左右。
平均使用寿命大于30年。
(3) PVC类织物匀质的PVC类织物可用于半透明或透明的内结构。
该膜材有较强的散射能力，适用于背光的天花板以及投影屏幕，其透光率与PVC本身的性质有关：半透明的PVC，透光率为70%；透明的的PVC，透光率可达96%。
膜结构规范
膜结构规范膜结构是指以柔性、薄膜材料作为结构的一种建筑形式。
膜结构具有轻质、高强度、透光、透气等优点，是现代建筑中越来越受到青睐的一种建筑形式。
为了确保膜结构的安全、可靠和美观，需要制定一系列的规范来指导设计、施工和维护。
膜结构规范首先需要明确膜材料的技术要求。
目前常用的膜材料有聚四氟乙烯（PTFE）、聚氯乙烯（PVC）和聚碳酸酯（PET）等。
规范应包括材料的物理力学性能、化学性能、耐候性能等方面的要求，确保膜材料具有足够的强度和耐久性。
其次，规范应规定膜结构的设计原则和方法。
膜结构的设计需要考虑荷载分布、预应力、支撑结构、连接方式等多个因素。
规范应规定设计的基本原则和计算方法，确保膜结构在正常使用和极端荷载情况下的安全性。
规范还应规定膜结构的施工要求。
膜结构的施工需要有经验丰富的施工队伍和先进的施工工艺。
规范应规定膜材料的切割、焊接、装配等工艺要求，确保膜结构的质量和外观。
此外，规范还应规定膜结构的维护要求。
膜结构一旦建成，需要定期检查和维护。
规范应规定膜结构定期检查的项目、方法和频率，以及维护的方法和注意事项。
膜结构规范还应规定膜结构的防火要求。
膜结构一般使用的材料都有一定的燃烧性，因此需要采取相应的防火措施。
规范应规定膜结构的防火等级和防火材料的要求，确保膜结构在火灾发生时能够有效阻止火势蔓延。
最后，膜结构规范还应规定膜结构的环境影响。
膜结构在不同环境条件下可能会有不同的变形和变化，规范应规定膜结构在不同环境条件下的允许变形和变化范围，以及相应的监测方法和控制措施。
总之，膜结构规范是保障膜结构安全、可靠和美观的重要依据。
通过制定科学合理的规范，可以促进膜结构的发展和应用，保证膜结构在建筑领域的良好表现。
膜结构设计规范
膜结构设计规范膜结构之类别膜结构之造型类别可分为以下四类：1．骨架式膜结构：此类膜结构是固定在精致钢材、空间桁架或其他坚固的构架上，称之为骨架式膜结构。
2．张力式膜结构：仅利用简单的支撑系统及膜素材自身的张力特性，构成此类膜结构。
3．气充式膜结构：充气在由膜结构所构成之封闭区间内，随着气压升高所产生之力量，可使膜结构支撑在所须之位置，并提供膜结构所须之张力及对抗载重和外力。
4．开启式膜结构：在张力式膜结构和气充式膜结构中，被允许局部或全部是可开启的，此类为可开启式膜结构。
材质1．膜素材材质可分为三大类：（1）类型A：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PTFE，且其品质之要求如下：a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。
b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。
c．膜素材之厚度应高于0.5mm。
（2）类型B：此材质是指以玻璃纤维为其素材，而表面处理为PVC，且其品质之要求如下：a．玻璃纤维之单位重量应大于150g/m2。
b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。
c．膜素材之厚度应高于0.5mm。
d．膜素材应提供防火之处理。
（3）类型C：此材质是指以聚脂树脂、人造纤维…等或其他类似之材质为其素材，而表面处理为PVC或其他类似之原料，且其品质之要求如下：a．玻璃纤维单位重量应大于100g/m2。
b．表面处理的材质单位重量应介于400g/ m2与1100 g/ m2之间。
c．膜素材之厚度应高于0.5mm。
d．膜素材应通过JISA 1322之自然试验第二级。
2．膜素材之张力应满足下列六项条件：（1）其张力应大于20kg/cm，在经向（warp）和纬向（weft）的张力差应低于20％。
（2）张力强度之测试应遵照JISL1096的标准，且特别著重于长条测试，且膜测试之样本应超过5件，取其张力测试之平均值。
（3）在张力测试时，其伸长量（破坏实验）应低于35％。
膜结构技术规程cecs
膜结构技术规程CECS一、介绍膜结构技术是一种新兴的建筑结构形式，具有轻质、透明、灵活等特点，被广泛应用于体育馆、展览馆、商业中心等大型建筑项目。
为了规范和指导相关工程的设计、施工和验收，中国工程建设标准化协会制定了《膜结构技术规程(CECS)》。
二、规程要求1. 设计要求膜结构的设计是保证工程质量的基础，规程中规定了以下设计要求： - 膜材料的选择与性能要求； - 结构形式和支撑体系的设计原则； - 荷载分析与计算； -连接节点及固定方式的设计； - 布置与配筋要求。
2. 施工要求施工是保证膜结构工程安全和质量的重要环节，规程中规定了以下施工要求： -施工准备及施工组织； - 膜材料的加工与制作要求； - 锚固和支承系统的施工；- 钢骨架和膜材料的安装； - 膜结构的张拉与调整。
3. 材料和构件要求规程对膜结构中使用的材料和构件进行了详细的要求： - 膜材料的类型、性能和质量标准； - 钢骨架的材料、焊接和表面处理要求； - 连接件的选择和使用要求；- 支承系统的设计和构造要求。
4. 工程验收与验收规范膜结构工程的验收是确保工程质量的重要环节，规程中规定了以下验收要求： -材料的验收标准和方法； - 钢骨架和连接件的验收标准和方法； - 膜材料和膜结构的张拉与调整标准和方法； - 工程验收的规范和程序。
三、规程的作用与意义《膜结构技术规程(CECS)》的制定对于推动膜结构技术的发展和应用具有重要意义：1. 统一规范：规程统一了膜结构工程的设计、施工和验收标准，避免了各个工程的差异性，提高了工程质量和安全水平。
2. 提高质量：规程明确了膜结构的设计要求和施工要求，有助于工程师和施工人员掌握专业知识，提高工程的质量和可靠性。
3. 促进创新：规程不仅规定了基本要求，还鼓励和推动创新，在保证工程安全的前提下，鼓励采用先进的膜材料、工艺和技术，提高膜结构的设计和施工水平。
四、总结《膜结构技术规程(CECS)》的推出为膜结构领域的发展提供了规范和指导。
体育看台顶棚膜结构的设计原理
体育看台顶棚膜结构的设计原理一、结构形式选择体育看台顶棚膜结构的设计首先需要选择合适的结构形式。
常见的膜结构形式包括平面膜结构、穹顶膜结构和张拉膜结构等。
选择时应考虑建筑物的功能需求、场地条件、视觉效果和经济性等因素。
二、材料强度分析膜材料的强度是决定顶棚膜结构稳定性的关键因素。
设计时需要对膜材料进行强度分析，包括抗拉强度、抗压强度和抗撕裂强度等。
根据分析结果，选择合适的膜材料，并确定其厚度和规格。
三、预应力设计预应力设计是提高膜结构刚度和稳定性的重要手段。
通过在膜材上施加预应力，可以消除初始应力，减少外部荷载对结构的影响。
预应力设计应根据荷载情况和结构形式进行计算和分析。
四、形状和尺寸确定形状和尺寸的确定是体育看台顶棚膜结构设计的重要环节。
应根据建筑要求、功能需求和场地条件等因素，综合考虑美观、实用和经济性等方面，确定顶棚的形状和尺寸。
五、连接和锚固设计连接和锚固设计是确保膜结构安全稳定的关键环节。
设计时应充分考虑连接部位的强度、刚度和耐久性，选择合适的连接方式和锚固措施，确保结构的安全可靠。
六、荷载与受力分析荷载与受力分析是体育看台顶棚膜结构设计的重要步骤。
应考虑风荷载、雪荷载、地震荷载等外部荷载的作用，以及内部荷载和活荷载的影响。
通过受力分析，确定结构的受力情况和稳定性要求。
七、防腐与防火考虑体育看台顶棚膜结构需要具备一定的防腐和防火性能。
设计时应考虑膜材料的防腐性能和使用寿命，同时应采取有效的防火措施，确保结构的安全可靠。
八、施工与安装方法施工与安装方法是实现体育看台顶棚膜结构设计的重要手段。
应根据施工条件、场地环境和工程规模等因素，选择合适的施工与安装方法，确保施工质量和安全。
同时，应考虑施工过程的环保和节能要求。
九、维护与保养策略维护与保养策略是确保体育看台顶棚膜结构长期稳定运行的重要措施。
应定期进行检查、清洁和维护，及时处理损坏和老化等问题，延长结构的使用寿命，确保其正常运转。
同时，应制定应急预案，应对突发事件和自然灾害等情况。
膜结构技术标范文
膜结构技术标范文膜结构技术标是一种新型的建筑结构技术，它以薄膜材料作为主要构件，通过张拉、固定和连接等手段形成独特的建筑形态和功能。
膜结构技术标在建筑物的屋顶、立面、广场、体育场馆等领域得到广泛应用。
本文将详细介绍膜结构技术标及其相关的标准和规范。
一、膜结构技术标的定义与分类膜结构技术标是一种以薄膜材料为主要构件的建筑结构技术，通过张拉、固定和连接等手段形成的一种特殊形态和功能的建筑结构。
按照膜材料的材质可分为聚脂薄膜、聚氨酯薄膜、聚氯乙烯薄膜等；按照结构形态可分为折板膜结构、曲面膜结构、双曲面膜结构等；按照功能可分为屋顶膜结构、立面膜结构、体育场馆膜结构等。
二、膜结构技术标的应用领域和特点1.轻质化：膜材料重量轻，可大幅度减小建筑物的自重，降低建筑物的建造成本。
2.形状自由度高：薄膜材料的柔性特点使得建筑物的形态可以随意创造，满足设计的个性化需求。
3.采光性能好：膜材料具有一定的透光性，能够让自然光线透过，降低室内照明的能耗。
4.生态环保：膜材料在制造和使用过程中对环境的污染较小，并且可回收再利用。
5.施工周期短：膜结构技术标的施工速度快，能够缩短工期，提高工程进度。
三、膜结构技术标的设计与施工要求1.膜材料的选用：膜材料要选用质量好、耐久性高、抗紫外线能力强的材料，以保证膜结构的使用寿命。
2.膜材料的张拉：膜结构的张拉要保证其平整、紧密和均匀，避免出现褶皱等问题。
3.膜材料的固定和连接：膜结构的固定和连接要牢固可靠，能够在风雨等恶劣天气条件下保持结构的稳定性。
4.腐蚀防护：膜结构技术标建筑物的金属构件要进行防腐处理，以延长其使用寿命。
5.防火设计：膜结构技术标建筑物要进行防火设计，采用具有防火性能的材料和构件。
四、膜结构技术标的相关标准和规范2.CJJ/T191-2024《膜结构技术标设计规范》：该规范规定了膜结构技术标设计的基本要求、设计计算和分析的方法、结构设计的基本原则等内容。
综上所述，膜结构技术标是一种新型的建筑结构技术，具有轻质化、形状自由度高、采光性能好、生态环保和施工周期短等特点。
膜结构
摘要膜结构系统是由膜、索、桅杆、梁柱、基础等组件组成的，可以创造出优美的曲面造型；可以覆盖大跨度空间，并且重量轻，具有优异的结构特性。
同时，膜结构在照明、声学、防火、保温、节能与自洁等方面也具有许多优点。
现代意义上的膜结构在国外经过30多年的发展已经趋于成熟。
自1997年上海八万人体育场建成以来，膜结构在我国内地已得到较多应用，被广泛应用于体育场、展览馆、加油站等建筑中。
膜结构的组件与传统结构中的构件截然不同，其连接方式与传统结构中构件连接方式差别也非常大。
膜结构施工与传统结构施工最大的不同在于膜结构的节点连接。
本讲义对膜结构的节点连接进行了比较系统的概括，主要体现在以下几方面：一、.综合阐述了膜结构中各类材料的性能及其特性；二、将膜结构中的各类节点进行了新的分类，使之条理更加清晰；三、分析了膜结构的节点受力特点，并提出膜结构中节点的设计原则和要求；四、对膜结构的节点按类别进行了系统的介绍；五、对典型节点进行了受力分析；本讲义的编写得到了土木工程学院领导的大力支持，在此表示感谢。
由于本人水平有限，加之时间仓促，讲义中谬误之处在所难免，望读者及时提出批评指正。
目录第一章绪论 (3)第二章膜结构体系及其组成材料 (10)2.1 膜结构体系 (10)2.2 膜结构组成材料 (17)第三章膜结构节点构造 (26)3.1膜结构节点分类、特性及其设计要求 (26)3.2 膜材连接节点 (30)3.3 索材连接节点 (53)3.4支承骨架连接节点 (59)第四章工程实例―徐州“月影风帆”膜结构改造设计 (65)第一章绪论人类的建筑活动从远古时期的帐篷到现代空间结构的膜结构，经历了漫长的发展历程。
认识膜结构的发展历程有助于我们认识建筑膜结构技术的演变规律，更好地进行建筑设计。
一、膜材的发展概况远古时期，人类最早的居所是帐篷。
它采用树皮、兽皮作帏幕，用石材、树干等作支承，以后逐渐发展为天然合成材料，如棉纱、毛纺、帆布等。
16膜结构
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蒙特利尔博览会‘67 西德馆
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16.1.1膜结构的发展与应用概况 16.1.1膜结构的发展与应用概况
1970年日本大阪世界博览会上，由美国建筑师布 罗迪和工程师盖格尔（David Geiger）设计的美 国馆为一平面尺寸83.5m×l42m的准椭圆形空气 支承膜结构。首次使用了聚氯乙烯（PVC）涂层 的玻璃纤维织物，通常被认为是第一个现代意义 上的大跨度膜结构。
德国 汉堡网球场
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可缩进的膜结构屋盖 可以在任何恶劣的天气时，将屋盖关上；在天气转好 时打开。以确保在任何季节里网球比赛的举行，或避 免时重要的赛事中断或延迟。 此建筑充分发挥了索膜结构重量轻、造型灵活的优点。 整结构展开面积约10000平方米，采用PVC(PVDF面层) 膜材，并且选用能够满足要求的最薄的型号
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上海 八万人体育场
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16.1.1膜结构的发展与应用16.1.1膜结构的发展与应用-混合充气膜结构 膜结构的发展与应用
熊本市公园穹顶(PARK DOME,KUMAMOTO ) 熊本市公园穹顶 1997,圆形双层充气膜结构屋顶，不规则的周边部分则用单 圆形双层充气膜结构屋顶， 圆形双层充气膜结构屋顶 层框架膜结构覆盖，全部室内空间保持正常压力。 层框架膜结构覆盖，全部室内空间保持正常压力。 为保持双层充气膜的厚度和形状。 为保持双层充气膜的厚度和形状。在屋顶中央部位设计了一 个简单的锥台状框架，构成充气屋顶的中心环。 个简单的锥台状框架，构成充气屋顶的中心环。 双层充气膜形成了一个直径107m的、以锥台状框架为中央 双层充气膜形成了一个直径 的 支撑的“浮云” 支撑的“浮云”。在中央的锥台状框架与外围的环形桁架之 下各有48根辐射状的素相连 以带PTEE涂层的玻 根辐射状的素相连。 间，上、下各有 根辐射状的素相连。以带 涂层的玻 纤膜覆盖骨架和索，同时，双层膜间充气达30mm汞柱的气 纤膜覆盖骨架和索，同时，双层膜间充气达 汞柱的气 正常情况下)。 压(正常情况下 。这个庞大的外径 正常情况下 这个庞大的外径125m的碟状屋顶被支撑在 的碟状屋顶被支撑在 沿环形桁架的8个点上 每个点由“ 柱 型的组合柱支撑。 个点上， 沿环形桁架的 个点上，每个点由“3-柱”型的组合柱支撑。 这种结构系统被称作“混合充气膜结构” 这种结构系统被称作“混合充气膜结构”，它结合了轮式索 结构和充气结构的优点。是此种结构形式在世界上首次应用。 结构和充气结构的优点。是此种结构形式在世界上首次应用。 覆盖不规则周边部分的单层膜顶形成了一个简单的格构架结 用直径350mm的球节点将钢管装配成网格。 的球节点将钢管装配成网格。 构——用直径 用直径 的球节点将钢管装配成网格
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膜结构设计的基本原则
一、采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。
二、膜结构应根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。
三、膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进行。
四、膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。
五、对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计，应在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。
六、膜材只能承受拉力，不能承受压力和弯矩。
七、膜面的最大主应力应小于膜材的强度设计值，在荷载长期作用下，最小主应力应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。
八、膜结构一体化设计时，应考虑膜材的松弛、徐变、老化。
九、膜结构设计时，应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
十、膜结构设计应考虑膜材破坏时，支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性。