张拉膜结构的概念与组成

张拉膜结构的概念与组成

张拉膜结构是以薄膜为结构材料，使用钢索或刚性支撑杆对其施加预应力使其获得结构刚度并承担外部荷载，能够覆盖较大空间的结构体系。是当今社会科技进步下的产物，综合了建筑学、材料与构造、结构力学、计算机技术等等学科领域的新型结构技术。

张拉膜结构的基本组成单元为覆盖的膜面与支承体系。膜面是由一块或者几块大面积区域的的膜和很多小面积区域的膜构成，膜材符合相关技术与性能要求。膜面既可承受荷载覆盖屋面，又可作为围护结构提供遮风避雨的场所；张拉膜膜结构支承体系是对膜材施加预应力的构件，使膜材具备一定的结构刚度，并将力传递到地面，可以是钢结构，也可是混凝土结构。在预应力作用下，张拉的膜面是稳定的空间双曲面，也就是负高斯曲面。负高斯曲面上每个点的两个曲率半径分别位于曲面的两侧，当曲率较小时为了保持膜面的平衡必然需要较大的预应力，反之，曲率较大时需要较小的预应力。

张拉膜面和稳定的支承体系是维持结构体系存在的必要结构单元。需要指出的是，膜在张拉膜结构中不单单是覆盖与维护作用的部分，而是行使重要结构功能的部分，一旦膜面损坏断裂，其下结构支承体系将失去平衡而被破坏。