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20 世纪 60 年代随着现代柔性建筑材料的发展,建筑师们从帐篷着一最古老的简单建筑结构出发,构造出了魔幻般的形式膜结构。它可以构成单曲面,多曲面等不同建筑结构形式,满足了建筑师们对建筑与美学高度统一的要求。

1967 年加拿大蒙特利尔博览会德国馆成功的运用了索膜建筑技术以来,索膜建筑在世界上得到了广泛应用,它采用了先进的预张力技术与轻质膜材料,其形式具有极高的艺术感染力,是建筑艺术与结构形式的完美组合。索膜建筑设计方案实质上同时是索膜结构体系方案,因此要求从事索膜建筑设计的建筑师了解索膜结构技术并能熟练的将其运用到建筑设计中。

膜材一种新兴的建筑材料,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一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,从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时,可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一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,所以要使每一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,将膜材划分为一系列膜片,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,索的另一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。

拉索共同构成机构体系。在阳光的照射下,由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光,无强反差的著光面与阴影的区分,室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚,建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空,建筑物的体型显现出梦幻般的效果。张拉膜结构特别适合用来建造城市标志性建筑的屋顶,如体育与娱乐性场馆,需有广告效应的商场、餐厅等。城市的交通枢纽是城市命脉的关键性建筑,使用功能要求建筑物各组成单元的标志明确。因而近来年,这类建筑越来越多采用膜结构。建筑膜材料的使用寿命为25年以上。

在使用期间,在雪或风荷载作用下均能保持材料的力学形态稳定不变。建成於1973年的美国加州La Verne大学的学生活动中心是已有23年历史的张拉膜结构建筑.测试与材料的加载与加速气候变化的试验,证明它的膜材料的力学性能与化学稳定性指标下降了20%至30%,但仍可正常使用。膜的表层光滑,具有弹性,大气中的灰尘、化学物质的微粒极难附著与渗透,经雨水的冲刷建筑膜可恢复其原有的清洁面层与透光性。