张拉膜结构工程(膜结构丨张拉膜和充气膜简介)

Posted 2023-05-25

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张拉膜结构工程(膜结构丨张拉膜和充气膜简介)

依据《膜结构技术规程》CECS158:2015，膜结构的形式可分为四类，即：整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构、空气支承式膜结构。

整体张拉式膜结构

骨架支承式膜结构

索系支承式膜结构

空气支承式膜结构

这样分类是延续了《膜结构技术规程》2004版本，这在当时是合理的。一是因为当时的膜结构计算和设计，都是整体进行的。结构体系是钢结构骨架支承，还是索结构支承，或是整体张拉，从支承结构的角度看，差别还是比较大的。二是因为当时空气支承式膜结构的应用还比较少，所以对再分的气承式和气枕式，以及气肋式和气囊式，从计算设计和施工安装方面没做更多的区别规定。随着膜结构在国内20多年的发展，膜结构市场越来越细分，大中型膜结构的支承体系，无论是钢结构，还是索网结构，一般已经不在膜结构的设计、施工范围内了。而且，在钢结构或索结构支承的单元内，膜结构可能有飞柱、可能有支撑拱，自身就是整体张拉式。

因此，在膜结构被从整体结构中细分出来后，整体张拉式、骨架支承式、索系支承式三者之间，从膜结构自身的计算设计、施工安装角度看，已经几乎没有差别了。如图，整体张拉式时U型夹连接的是脊索或谷索、索系支承式时U型夹连接的是径向索、骨架支承式时U型夹连接的是连膜钢管，而膜单元的节点形式却是相同的。但，这三种形式的膜结构却有一个共同点，即：膜面都需要张拉，因此可以统称为张拉膜结构。

张拉膜（整体张拉式）

张拉膜（骨架支承式）

张拉膜（索系支承式）

这也引出另外一大类膜结构形式，充气膜结构。充气膜结构的膜面预张力，不是通过张拉取得的，而是通过充气获得的，而且维持膜面张力需要持续的充气。这也是张拉膜结构与充气膜结构的本质区别。充气膜结构依据充气空间和充气压力的不同，又再分为气承式、气枕式、气肋式。

当然本文这么分类，不仅不是否定《膜结构技术规程》而是完善了规程，是为了顺应目前膜结构市场的发展趋势，突出膜结构自身的特点，根据膜面预张力的施加方式，进一步完善膜结构的节点设计和施工安装。