建筑膜结构 (土木工程)
膜结构工程施工方案
膜结构工程施工方案目录一、前言 (2)1.1 编制依据 (2)1.2 工程概况 (3)二、施工准备 (4)2.1 材料准备 (5)2.2 人员预备 (6)2.3 施工设备 (7)三、膜结构安装施工 (8)3.1 施工工艺流程 (9)3.2 膜体安装 (10)3.3 边界支撑安装 (11)3.4 水平支撑安装 (12)3.5 膜结构紧固 (12)四、工程质量及安全措施 (14)4.1 工程质量要求 (15)4.2 安全生产要求 (16)五、施工进度计划 (17)六、现场布置与管理 (18)七、应急预案与风险管理 (20)一、前言随着建筑行业的不断发展与创新，膜结构工程作为一种新型的建筑形式，以其独特的艺术美感、优良的力学性能及经济效益逐渐受到广泛关注。
膜结构工程采用高强度膜材料作为主要构件，通过科学合理的施工安装，形成充满现代气息的优雅空间。
为确保膜结构工程的施工质量、安全及进度，本方案针对膜结构工程施工的各个环节进行细致规划，旨在为项目参与者提供一套全面、实用的施工指导方案。
本方案注重实用性、可操作性和创新性，力求在确保工程质量的同时，实现工程的高效、有序进行。
我们将从工程概况、施工准备、施工工艺等方面进行详细阐述。
1.1 编制依据国家相关法律法规：依据国家现行的建筑法、建设工程质量管理条例、建筑设计规范等法律法规进行编制。
行业标准与规范：参考了膜结构工程设计规范、膜结构工程施工质量验收标准、膜材料质量标准等相关行业标准与规范。
项目特殊性要求：根据项目的具体需求、设计要求、地理位置、气候条件等因素，对方案进行了针对性的调整和完善。
公司内部管理文件：结合了公司现有的项目管理流程、质量控制体系、安全操作规程等内部管理文件。
专家意见与建议：在方案编制过程中，我们咨询了多位膜结构工程施工领域的专家，并采纳了他们的宝贵意见和建议。
实际施工案例：借鉴了公司在类似项目中的成功经验与教训，结合当前技术水平和发展趋势，对方案进行了优化和创新。
膜结构介绍
膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure），是以建筑织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构件或拉索共同组成的结构体系，它以其新颖独特的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜材料是指以聚酯纤维基布或PVDF、PVF、PTFE等不同的表面涂层，配以优质的PVC组成的具有稳定的形状，并可承受一定载荷的建筑纺织品。
它的寿命因不同的表面涂层而异，一般可达成12-50年。
膜结构建筑的特点及应用领域：膜结构是一种全新的建筑结构形式，它集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算机技术等为一体，具有很高技术含量。
其曲面可以随着建筑师的设计需要任意变化，结合整体环境，建造出标志性的形象工程。
艺术性：充分发挥建筑师的想象力，又体现结构构件清晰受力之美。
经济性：由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，能很好地节约能源。
同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
大跨度：膜结构可以从根本克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现所遇到的困难，可创造巨大的无遮挡可视空间，有效增加空间使用面积。
自洁性：膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
工期短：膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，可减少现场施工时间，避免出现施工交叉，相对传统建筑工程工期较短。
膜建筑可广泛应用于大型公共设施：体育场馆的屋顶系统、机场大厅、展览中心、购物中心、站台等，又可以用于休闲设施、使用工业设施及标志性或景观性建筑小品等。
一，什么是膜结构？膜结构又叫张拉膜结构（Tensioned Membrane structure），是以建筑织物，即膜材料为张拉主体，与支撑构件或拉索共同组成的结构体系，它以其新颖独特的建筑造型，良好的受力特点，成为大跨度空间结构的主要形式之一。
膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。
膜结构知识介绍
膜结构知识介绍嘿，朋友们！今天咱们来聊聊建筑界超酷的膜结构，这可就像是建筑穿上了超级酷炫的魔法斗篷呢！你看那些传统建筑，方方正正、规规矩矩的，就像一群严肃的老学究。
而膜结构呢，就像是建筑界的叛逆小青年，完全不走寻常路。
膜结构就像一块巨大无比的保鲜膜，只不过这保鲜膜超级坚韧，还能被做成各种造型。
它可以像一个巨大的肥皂泡，轻盈地飘在那里，仿佛下一秒就会随风飘走，但实际上却稳稳当当。
膜结构的材料也是很神奇的。
它就像是建筑材料里的“蜘蛛侠”，看似单薄却有着超强的力量。
那些用来做膜结构的膜材，薄得就像一片薯片，但是你可别小瞧它，它能承受相当大的压力呢。
这就好比一个瘦瘦弱弱的人，却能举起比自己重好多倍的东西，简直是建筑材料中的大力士。
在造型方面，膜结构简直是个天马行空的艺术家。
它可以被做成波浪形状，就像大海里汹涌的波涛被定格在了建筑上。
有时候又像是一只巨大的水母，透明而又灵动地趴在那里。
还有的时候像一朵超级大的蘑菇云，给人一种梦幻又科幻的感觉。
要是传统建筑是千篇一律的黑白色简笔画，那膜结构就是色彩斑斓的抽象画。
安装膜结构的时候也特别有趣。
就像给一个巨大的怪物穿衣服，工人们小心翼翼地把那一大块“薄膜”披上去，再慢慢地拉扯调整，就像是在给一个调皮的孩子整理衣服一样。
而且这衣服还不能穿歪了，得保证每一个褶皱都恰到好处，就像高级礼服的裙摆一样精致。
膜结构在实用性方面也不逊色。
它就像一把巨大的保护伞，能遮风挡雨。
在体育场里，那些膜结构的屋顶就像是一只温柔的大手，为观众们挡住炽热的阳光或者倾盆的大雨。
在商业广场上，膜结构的亭子就像是一个个小蘑菇城堡，人们可以在下面惬意地休息聊天。
而且膜结构还很环保呢。
它就像是大自然的好朋友，在建造过程中不会产生太多的污染，就像一个乖巧的小宠物，不会给环境制造太多麻烦。
膜结构在现代建筑中的地位越来越重要啦。
它就像一颗闪亮的星星，在建筑的星空中熠熠生辉。
不管是在城市的繁华地段，还是在宁静的郊外，膜结构都像是一个独特的精灵，给周围的环境增添了一抹别样的色彩。
膜结构施工方案
膜结构施工方案一、引言膜结构是一种轻质、高强度的建筑结构形式，具有良好的透光性、自洁性和耐候性。
本文旨在提供一份详细的膜结构施工方案，以确保施工过程的顺利进行并保证工程质量。
二、工程概述本工程位于某市的公园内，总建筑面积约1000平方米，主要包括膜结构屋面和膜结构遮阳棚两部分。
施工内容主要包括基础施工、膜材安装、钢结构搭建、膜材张拉和细部处理等。
三、施工准备1. 确定施工团队和负责人，明确各自职责。
2. 确定施工工期和进度计划，制定施工方案。
3. 准备施工所需的材料和设备，包括膜材、钢结构、张拉设备等。
4. 进行现场勘测，了解施工环境和地形地貌情况，做好施工前的准备工作。
四、基础施工1. 根据设计要求进行基坑开挖，确保基础的稳定性。
2. 进行地基处理，包括夯实、填土等工作，以提供良好的基础条件。
3. 进行基础混凝土浇筑，按照设计要求进行施工，确保基础的强度和稳定性。
五、膜材安装1. 进行膜材的裁剪和加工，确保尺寸和形状的准确性。
2. 按照设计要求进行膜材的固定和连接，采用合适的固定方式，确保膜材的牢固性。
3. 进行膜材的铺设，按照设计要求进行布置，确保膜材的平整度和紧密度。
六、钢结构搭建1. 进行钢结构的制作和加工，确保尺寸和质量的准确性。
2. 按照设计要求进行钢结构的组装和安装，采用合适的连接方式，确保结构的稳定性和强度。
七、膜材张拉1. 进行膜材的张拉工作，确保膜材的平整度和紧密度。
2. 采用专业的张拉设备进行张拉，确保张拉力的均匀分布和合适的张拉程度。
3. 对膜材进行调整和修整，确保膜面的平整度和美观度。
八、细部处理1. 对膜结构进行细部处理，包括边缘处理、接缝处理等，确保结构的完整性和美观度。
2. 进行防水处理，采用合适的防水材料和工艺，确保膜结构的防水性能。
3. 进行防腐处理，采用合适的防腐材料和工艺，确保膜结构的耐久性和抗腐蚀性。
九、施工安全1. 制定施工安全管理制度，确保施工过程的安全性。
土木工程概论第4章 建筑结构
统的梁式结构。
三角形桁架 梯形桁架
平行弦桁架 立体桁架
4.4.2 拱式结构
拱式结构是弧度向上的结构形式，造型 美观。
德国某建筑
捷克斯洛伐克某游泳馆 德国莱比锡新会展中心
拱式结构设计中 的一个关键就是要合 理地处理支座推力问 题。三种常用的方法。 即：落地拱是由基础 直接承受拱推力；屋 盖拱可以设计或利用 边框架来承受推力； 也可以在支座处设置 拉杆以承受拱的推力。
4.2.3 预应力混凝土结构
在构件在承受外荷载之前，对其受拉区 预先施加压应力，形成了所谓的预应力混 凝土结构。
工程中预应力的施加方法有先张法和后 张法。
先张法：就是在浇筑混凝土前，用机械 张拉钢筋，待混凝土硬化后，再放松钢筋， 从而对混凝土施加预应力。
后张法：就是在浇筑混凝土并待其硬化 后，对预留在构件内的预应力筋用机械张 拉，从而对混凝土施加预应力，使构件受 拉边预先产生压应力的方法。
4.4 抗竖向力结构
抗竖向力结构是指以抵抗竖向荷载为主 的结构，主要包括桥梁结构和中大跨建筑 结构。
4.4.1 梁式结构
梁式结构是受弯为主的构件。梁式结构 可以做成单跨、多跨或悬臂形式。
一、实体梁结构
实体梁结构按材料分类有木梁、钢梁、 钢筋混凝土梁、钢—混凝土组合梁等。
木梁的截面
薄腹梁 轧制型钢梁的截面
4.2.7 膜结构
与传统结构相比，膜结构的优点是自重 轻、建筑造型丰富、透光性好、自洁性好、 易于施工。缺点是耐久性差、隔热性差等。
4.3 抗水平力结构
抗水平力结构是指以抵抗水平荷载为主 的结构，主要包括高耸构筑物和高层建筑 结构。
4.3.1 抗水平力结构的基 本特征
土木工程课件： 索-膜结构建筑
1970年大皈万国博览会上的美国馆采用了气承式膜结构，首次使用聚氯 乙烯（PVC）为涂层的纤维织物，受到广泛注意，其准椭圆平面的轴线 尺寸达140m×83.5m，被认为是第一个现代意义的大跨度膜结构。
日本东京后乐园棒球场是日本最大的室内体育场，56000个座位，地下2层， 地上6层，屋盖是钢索与气承漠组成的索－膜结构。屋盖直径201m，用双 层聚四氟乙烯玻璃纤维布制成，外膜厚0.8mm．内膜厚0.35mm．薄膜是用 28根直径为80mm、间距为8.5m双向正交配置的钢索支撑。屋顶总重406t， 面积28000m2，平均每平方米重12.5kg．是日本最轻的屋顶。
德国柏林索尼中心索－膜结构来自筑索－膜结构是用薄膜材料和钢索共同形成的结构型式。
气承式索－膜结构——在薄膜覆盖的空间内充气，利用内外气压差来承 受荷载，并与钢索共同形成结构；
张拉式索－膜结构——将薄膜与索张紧在刚性或柔性的边缘构件上（也 可能悬挂或支承在若干独立支点上），通过张拉建立预应力．获得确定 的形状。
薄膜材料主要有玻璃纤维布、塑料薄膜、金属编织物等，其中用得最多 的是玻璃纤维布，其表面可涂聚四氟乙烯等类涂料，以增加耐久性和防 火性。薄膜材料之间可用熔接、粘接或缝合等3种方法连接。
充气结构亦称充气薄膜结构，是在玻璃丝增强塑料薄膜或尼
龙布罩内部充气形成一定的形状。日本东京后乐园的空气薄 膜结构棒球场，跨度201m，高度56.19m，
英国伦敦的千年穹顶
美国亚特兰大奥运会馆，圆顶为世界最大的的索支织物（fabric） 屋面， 70500个座位，天井高86m，覆盖面积34800m2。体育场呈 240m×192m长圆形。1996年建成。
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。
什么是膜结构建筑？
什么是膜结构建筑？一．定义1．膜结构——由膜材和其他构件组成的建筑物或构筑物。
2．基材——由玻璃纤维或聚酯纤维等织成的高强度织物。
3．涂层——涂敷在基材上，起保护基材作用的聚合物层。
4．面层——保护膜材免受紫外线侵蚀并使膜材具有自洁性的表面附加层。
5．膜材——由基材和聚合物涂层构成的涂层织物以及由高分子聚合物制成的薄膜。
6．拉索——具有一定预张力的受拉构件。
可为钢丝束、钢绞线、钢丝绳等钢索和非金属缆绳等。
7．膜片——对膜材进行裁剪后形成的单块膜。
二．类型1．根据建筑造型需要和支承条件可分为整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构与空气支承式膜结构，或由以上形式混合组成的结构。
（1）整体张拉式膜结构——由桅杆等构件提供支承点，并在周边设置锚固点，通过张拉而形成稳定的体系。
1-膜；2-边索；3-脊索；4-桅杆；5-锚固点；6-谷索；7-柱（2）骨架支承式膜结构——由钢构件或其他刚性结构作为承重骨架，在骨架上布置按设计要求张紧的膜材。
1-骨架；2-膜（3）索系支承式膜结构——由空间索系作为主要承重结构，在索系上布置按设计要求张紧的膜材。
1-索系；2-环梁；3-膜（4）空气支承式膜结构——具有密闭的充气空间，并应设置维持内压的充气装置，借助内压保持膜材张力并形成设计要求的曲面，可采用气承式、气肋式和气枕式。
1-加劲索；2-膜；3-气肋；4-气枕三．材料1．膜材应根据建筑功能、膜结构所处环境和使用年限、膜结构承受的荷载以及建筑物防火要求进行选用。
（1）G类，在玻璃纤维织物基材表面涂覆聚合物连续层的涂层织物；常用G类膜材等级（2）P类，在聚酯纤维织物基材表面涂覆聚合物连续层并附加面层的涂层织物；常用P类膜材等级（3）E类，由乙烯和四氟乙烯共聚物制成的ETFE薄膜。
E类膜材第一、第二屈服强度及极限抗拉强度标准值(N／mm2)E类膜材密度、弹性模量和泊松比2．拉索和锚具拉索可采用钢丝束、钢绞线或钢丝绳，也可以根据具体情况采用钢拉杆等。
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2）聚酯类（Polyester）。又称为涤纶，抗拉力较尼龙稍差，但其具
有良好的耐久性、抗紫外线性能。
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张拉式膜结构
张拉式膜结构是由索网结构发展而来的，依靠薄 膜自身的预张应力与拉索、支柱共同作用构成的结 构体系。张拉式膜结构中，薄膜材料既承载结构， 又起到围护功能，充分发挥了膜材的结构功能。结 构造型也较为丰富，可以说是最具创意的膜结构形 式。但对施工精度要求较高，工程造价相对较高。
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制作：SUSAN YE
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1.膜结构的定义
膜结构也称为织物结构，是世纪中叶发展 起来的一种新型空间结构形式，它以性能优良 柔软织物为材料，由膜内空气压力支撑膜面， 或利用柔性钢索或刚性支撑结构使膜面产生一 定的预张力，从而形成具有一定刚度、能够覆 盖大空间的结构体系。
膜结构的起源可追溯至远古时代人们利用牛皮或布等制作的帐 篷结构。但是长期以来由于技术原因，这种结构发展并不快。1970 年日本大阪世界博览会，由美国工程师盖格尔 (David Geiger) 设计的 美国馆，其屋顶采用空气支撑膜结构，平面尺寸达到83.5 m×142 m， 采用以聚氯乙烯(PVC)涂层的玻璃纤维织物建造。通常被认为是第一 个现代意义上的大跨度膜结构。
1）力学性能。中等强度的PVC膜，厚度仅0.61 mm，但它的拉伸强度相当于钢
材的一半。中等强度的PTFE膜，厚度仅0.8 mm，但它的拉伸强度已达到钢材 的水平。膜材的弹性模量较低，这有利于膜材形成复杂的曲面造型。
2）光学性能。膜材料可滤除掉大部分紫外线，防止内部物品褪色。其对自然
光的透射率可达225%，透射光在结构内部产生均匀的漫射光，无阴影，无眩 光，具有良好的显色性，夜晚在周围环境光和内部照明的共同作用下，膜结 构表面发出自然柔和的光辉，令人陶醉。
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骨架支撑膜结构
骨架支撑膜结构是指以刚性结构通常为钢结构为承重骨架、 并在骨架上敷设张紧的膜材的结构形式。刚性骨架是主要受力 体系，膜材仅作为围护结构，故设计、制作比较简单，工程造 价相对较低。但未发挥出膜材料本身的结构承载力，跨度也受 支撑骨架的限制。
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4.膜材料的物理性能
膜材属于柔性极大的高分子化学建材，其物理性能也与一般传统建材有很大差别。
3）声学性能。一般膜结构对于的低频几乎是通透的，对于声装置的膜材料。
4）防火性能。如今广泛使用的膜材料能很好地满足对于防火的需求，具有卓越
的阻燃和耐高温性能，达到法国、德国、美国、日本等多国标准。
5）保温性能。单层膜材料的保温性能与砖墙相同，优于玻璃。同其他材料的
4）透光性。膜材具有良好的透光性，透光率约47%~16% 。白天阳光形成自然
漫射，几乎无需人工采光，节约能耗，而晚上室内灯光透过膜面而给夜空增 添梦幻般的夜景。
5）自洁性。膜材的表面涂层、特别是聚四氟乙烯涂层，具有良好的非粘着性，
大气中的灰尘及脏物不易附着，表面灰尘也会被雨水冲刷干净，常年使用后 仍能保持外观洁净与室内美观。
前者一般用于使用年限在15年以下的幅时性或半永久性建筑， 后者常用于永久性建筑。
1）尼龙(Nylon)。其耐磨性和强度较高，抗拉力较聚酯类好，但其 刚度较低，使得在载重情况下可能造成皱褶的概率大为升高，易 受湿度变化的影响，使得在裁剪前后产生误差。另外，易受紫外 线影响而逐渐失去抗拉力。若温度较高，可能发生氧化而变黄、 变脆。
虽然现代膜结构出现仅有几十年时间，但发展迅速。既可应用于 大型大跨度的公共建筑，如体育场馆、机场大厅、展览中心、购物 中心，也适用于规模较小而造型各异的休闲景观设施、建精筑选 PP小T 品2等。
2.膜结构的特点
与传统结构相比，膜结构有以下几个特点：
1）自重轻、跨度大、抗震性能好。薄膜结构与传统结构相比自重有数量级
的差别约为后者的。可以轻易地跨越较大的跨度，且单位面积的自重与造价 未明显增加。由于自重轻，膜结构建筑具有良好的抗震性能。
2）建筑造型自由丰富。膜结构建筑造型丰富多彩、新颖独特，富有时代气息，
可为建筑师提供较大的想象和创作空间。
3）施工方便。膜材料的裁剪、熔接等工作主要在工厂完成，现场主要是将膜
成品张拉就位安装。与传统建筑相比，施工程序简单，施工周期大为缩短。
建筑一样，膜建筑内部也可以采用其他方式调节其内部温度。例如：内部加 挂保温层，运用空调采暖设备等。
6）自洁性能。膜材经过特殊表面处理如加 TiO2涂层(TiO2涂层的膜材具有很好
的自洁性能），雨水会在其表面聚成水珠流下，使膜材表面得到自精 选然P P清T 洗。8
5.膜材料
以高强纤维织物为骨架材料、表面涂覆高性能 涂层材料，并具有良好的阻燃．耐老化．抗风雪载 及自洁性能，可广泛用作展览，体育，交通、休闲 等建筑物的屋顶材料并承载应力的新一代复合材料， 人们称之为现代建筑膜结构材料。
除了以上优点，膜结构也有一定的不足。如耐久性、保温隔热 性能以及隔音效果都不及传统的砖石、钢筋混凝土等材精 选料PP，T 仍3有 待研究。
3.膜结构的分类
根据不同的支撑方式，通常将膜结构分为空气支撑式、张拉 式及骨架支撑膜结构大类。
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空气支撑式膜结构
空气支撑膜结构是利用薄膜内外的空气压差来稳定膜面以承 受外荷载。又可分为气承式和气囊式两类。气承式是通过压力 控制系统向建筑物室内充气，使室内外保持一定的压力差，膜 体产生一定的预张力从而保证体系的刚度。气囊式是向单个膜 构件通常为管状构件内充气，使其保持足够的内压。由多个膜 结构进行组合形成一定形状的整体结构。
当前常用的膜材料一般由两部分组成：基材编织物和涂层。
涂层
其材料的强度和弹性性能主要取决于基材，而进一步的性能，如 防火、防水、抗紫外线侵蚀以及对机械、化学等因素的不敏感性， 都必须依靠涂层来加强。
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基材
基材基本上为一种织布，织布是由纤维构成。基材的选择是保 证膜结构品质的关键。
常用的建筑膜材按基材可分为两类。一类是以聚酯织物为基 材，表面进PVC涂层的产品，另一类是以玻璃纤维织物为基材、 表面进行聚四氟乙烯涂层的产品．