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膜結構是一種空間結構體系,不同于普通的鋼、木、磚和鋼筋混凝土結構。它是繼網(wǎng)格、薄殼和懸索結構之后的一種新的結構體系。近30年來,預應力索在結構體系中的作用和優(yōu)勢已被工程技術人員充分認識,各種新型索膜結構體系得到了廣泛的研究和應用。根據(jù)膜結構的結構和受力特點,膜結構可分為三類:張拉膜結構、充氣膜結構和框架膜結構。
張拉膜結構通過邊界條件對薄膜材料施加一定的預應力,薄膜不僅是建筑物的維護體,也是抵抗外部荷載的結構。因此,在一定的初始條件下,需要通過計算來確定膜的形狀、應力分布和在外載荷作用下的變形,以及如何利用二維膜材料模擬三維空間曲面等一系列復雜問題。張拉膜結構的發(fā)展離不開計算機技術的進步和新算法的提出。
空氣軸承膜結構依靠曲面內(nèi)外的壓差來保持膜曲面的形狀??諝庵С心そY構是一種將空氣充入由膜結構組成的房間內(nèi)的結構形式,室內(nèi)空氣壓力總是大于室外空氣壓力,從而使膜材料處于拉伸狀態(tài)以抵抗載荷和外力。充氣膜結構分為單層結構和雙層結構。單層結構像肥皂泡,單層膜的內(nèi)壓大于外壓。這種結構具有空間大、重量輕、結構簡單的特點。然而,有必要持續(xù)輸入超壓氣體并每天保持它。在雙層結構中,氣體填充在雙層膜之間。與單層相比,高壓空氣可以充入形成剛性結構,進出口可以打開。
在框架膜結構中,膜面只起到維護框架結構的作用,可以是傳統(tǒng)的剛性結構,也可以是各種索結構。