景观张拉膜结构的材料特性与概念设计

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1、景观张拉膜结构的材料特性与概念设计南京师范大学美术学院09环艺陈骋12090750张拉膜结构，英文(TesionedMembraneStructure)，是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和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

2、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LaVerne大学的学生活动中心是已有23年历史的张拉膜结构建筑．跟踪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。“只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉

3、膜结构，任何附加的支撑和修饰都是多余的，其结构本身就是造型；换句话说，不符合结构的造型是不可能的，因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的完美结合。张拉膜结构的基本组成单元通常有：膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。要了解张拉膜，就首先了解一下膜材与膜结构。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”。膜材本身受压不大，抗弯也不是很好，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

4、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。同时膜材又是一种耐用、高强度的涂层织物，由织物和涂层复合而成，具有质地柔韧、厚度小、重量轻、透光性好的特点。对自然光有反射、吸收和透射能力，它不燃、难燃或阻燃，具有良好的耐久、防火、气密等特性；表面经过氟素处理的膜材抗老化性好，具有较好的自洁性能。1、建筑造型优美：膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。它打破了纯直线建筑形式的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合，呈现给人以耳目一新的感受，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。

5、2、具有良好的透光性与自洁性：膜材料表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂层，具有较好的隔热性能，对太阳热能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，传热仅13%，而透光率却有20%，自洁性能很好。经过10年的太阳光直接照射，其辉度仍能保留70%。3、能覆盖大跨度空间：膜结构中所使用的膜材料每平方米重量仅有一公斤左右，由于自重轻，加上钢索、钢结构高强度材料的采用，与受力体系简洁合理——力大部分以轴力传递，故使膜结构能跨越大空间而形成开阔的无柱大跨度结构体系4、防火性与抗震性：膜结构建筑所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高温性，故能很好的满足防火要求。由于结构自重轻，

6、又为柔性结构且有较大变形能力，故抗震性能好。5、施式周期短：膜材裁剪、拼合成形及骨架的钢结构、钢索均在工厂加工制作，现场仅需组装，施工简便，故施工周期比传统建筑短。6、应用领域广泛。膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，它以性能优良的织物为材料，或是向膜内充气，由空气压力支撑膜面，或是利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大跨度空间的结构体系。自从1970年代以来，膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。膜结构已成为结构设计选型中的一个主要方案。成为化纤纺织品应用的一个重要领域。下面就要

7、开始关于张拉膜结构整体结构的介绍。“张拉整体”（Tensegrity）概念是美国著名建筑师富勒（R.B.Fuller）的发明，这旨“张拉”（tensile）和“整体”（integrity）的缩合。一社概念的产生受到了大自然的启发。富勒认为宇宙的运行是按照张拉一只析原理进行的，即万有引力是一个平衡的张力网，而各个星球是这个网中的一个个孤立点。按照这个思想张拉整体结构可定义为一组不连续的受压构件与一套连续的受拉单元组成的自支承、自应力的空间网格结构。这种结构的刚度由受拉和受压单元之间的平衡预应力提供，在施加预应力之前，结构几乎没有刚度，并且初始预应力的大小对结

8、构的外形和结构的刚度起着决定性作用。由于张拉整体结构固有的符合自然