2术语、符号

2.1术语

2.1.1膜结构membrane structure

由膜材及其支承构件组成的建筑物或构筑物。

2.1.2膜材membrane material

由高强度纤维织成的基材和聚合物涂层构成的复合材料。

2.1.3基材substrate

由玻璃纤维或聚酯纤维织成的高强度织物。它是膜材的主要组成部分。

2.1.4涂层coating

涂敷在基材上  起保护基材作用的聚合物层。

2.1.5面层top coating

保护基材免受紫外线侵蚀并使膜材具有自洁性的表面附加涂层。

2.1.6拉索tension cable

具有一定预张力的受拉构件。可为钢丝拉束、钢绞线、钢丝绳等钢索和非金属缆绳等。

2.1.7裁剪pattern cutting

将空间曲面划分为若干个可展开膜片  对平面膜材进行加工膜片。

2.1.8膜片membrane sheet

膜材经裁剪后形成的单元。

2.1.9预张力pretension

以机械或其他方法  预先施加于拉索或膜片上的力。

2.1.10初始形态initial state of form

满足边界条件和力平衡条件的膜结构初始形状和对应的预张力分布。

设计基本规定

2.2符        号

G-----恒荷载

P-----初始预张力

p-----空气支承膜结构中的气压力

Q-----可变荷载

W-----风荷载

ν_R-----膜材抗力分项系数

σ_max-----最大主应力值

σ_min-----最小主应力值

σ_p-----维持曲面形状所需的最小应力值

f-----膜材抗拉强度设计值

f_k-----膜材抗拉强度标准值

ζ-----强度折减系数

3设计基本规定

3.1膜结构选型

3.1.1膜结构的选型，应根据建筑造型需要和支承条件等，通过综合分析确定。可选用下列形式：整体张拉式膜结构、骨架支承式膜结构、索系支承式膜结构和空气支承膜结构，或由以上形式组合成的结构。

3.1.2整体张拉式膜结构可由桅杆等支承构件提供吊点，并在周边设置锚固点，通过预张拉而形成稳定的体系（图3.1.2）

图3.1.2 整体张拉式膜结构

3.1.3骨架支承式膜结构应由钢构件或其他刚性构件作为承重骨架，在骨架上布置按设计要求张紧的膜材（图3.1.3）。

3.1.4索系支承式膜结构应由空间索系作为主要承重结构  在索 系上布置按设计要求张紧的膜材（图3.1.4）。

3.1.5空气支承膜结构应具有密闭的充气空间，并应设置维持内压的充气装置，借助内压保持膜材的张力，形成设计要求的曲面图3.1.5）

3.2建 筑 设 计

3.2.1膜结构的建筑设计应符合现行行业标准《民用建筑设计通则》JGJ37和《城市道路和建筑物无障碍设计规范》以及相关的建筑设计规范所统一规定的原则，并根据建筑物的性质、重要程度、使用功能、地区自然条件等进行设计。

3.2.2确定膜结构单体建筑方案时，应考虑结构体系的合理性。膜结构建筑的平、立面和形态设计除必须满足使用功能要求外，尚应考虑与建筑物整体风格和周围环境相协调  并体现自身的形态和技术特点。

3.2.3膜结构应根据防火要求选用不同的膜材， 并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》和《建筑内部装修设计防火规范》GB50222的规定。膜结构的防火措施也可通过专门的研究确定。

膜结构建筑设计应符合现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GBJ118的规定。当有特殊声学要求时，应根据膜材的声学特性、 膜结构构造特点、预张力施加水平等因素对建筑声学质量作出评价。必要时，尚应对室内或膜体覆盖空间进行混响时间测试和控制。

3.2.5膜结构应根据使用功能要求进行采光和照明设计。采光设计中可根据膜材透光的特点，合理利用自然光。当有专门要求时，尚应进行照明效果设计。照明灯具与膜面的距离不应小于1.0m

3.2.6膜结构建筑设计应根据建筑物所在地域和使用特点采取有效的保温隔热措施，建筑物的室内温、湿度环境应符合现行行业标准《民用建筑设计通则》JGJ37和现行国家标准《民用建筑热工设计规范》GB50176的规定。对室内湿度较大的建筑物，尚应采取防结露和必要的排除冷凝水措施。

3.2.7膜结构建筑设计应根据建筑物的使用特点和总平面要求，合理确定排水坡度和泄水位置，确保膜面排水顺畅。在雪荷载较大的地区，应采用较大的膜面坡度和必要的防积雪措施。

3.2.8膜结构建筑应按照现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的规定  采取有效的防雷措施。

3.2.9膜结构建筑设计时应合理布置各类锚锭、基础承台等突出物的位置，并采取必要的保护措施，避免影响交通或造成人身伤害。

膜材与建筑物内部、外部物体之间的距离，不应小于膜面在最不利工况下变形值的两倍  且不应小于1.0m。

3.2.10对空气支承膜结构，除应满足本节上述各条的要求外，在建筑设计中尚应符合下列规定：

1  当采用普通单扇平开气闭门时，其宽度不应小于90m  其开启方向应保证在正常压力下自动关闭，且开门力不应大于0.1kN。当采用其他专门的气闭门时, 应进行专门设计；

2  每栋建筑至少应设置一个应急出口；

3  在所有的门上均应设置内外可视的观察窗；

3.3结 构 设 计

3.3.1 膜结构设计应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以分项系数设计表达式进行计算。

3.3.2膜结构设计时，结构重要性系数应根据结构的安全等级设计使用年限确定。

一般工业与民用建筑膜结构的安全等级可取为二级。当结构设计使用年限为50年时，结构重要性系数不应小于1.0;当结构设计使用年限为 15-25年时,结构重要性系数不应小于0.95当 结构设计使用年限为5年时,结构重要性系数不应小于0.9。

3.3.3膜结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利效应组合进行设计。按承载能力极工程建设标准全文信息系统限状态设计膜结构时，应考虑荷载效应的基本组合，采用荷载设计值和强度设计值进行计算。按正常使用极限状态设计膜结构时，应考虑荷载效应的标准组合，采用荷载标准值、组合值和变形限值进行计算。

3.3.4 膜结构设计应考虑恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、预张力、气压力、温度变化和支座不均匀沉降等作用。荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用，膜面的活荷载标准值可取0.5kN/m²。

3.3.5按承载能力极限状态设计膜结构时,应按表3.3.5所列的两种组合类别进行荷载效应组合。

 3.3.6风荷载体型系数可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用。    对于形状复杂或重要的建筑物，应通过风洞试验或专门研究确定风荷载体型系数。有条件时也可通过分析研究确定。

3.3.7雪荷载分布系数可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用，并应考虑雪荷载不均匀分布产生的不利影响。

3.3.8膜结构设计时，应在满足膜面应力平衡的条件下，使结构体系保持稳定。此外， 还应考虑使用阶段部分膜片破坏或部分索退出工作，以及不同部位膜单元进行第二次张

5.4裁 剪 分 析

5.4.1  膜结构的裁剪分析应在初始平衡曲面的基础上,在空间曲面上确定膜片间的裁剪线.然后获得与空间膜片最接近的平面展开膜面。

5.4.2确定膜结构的裁剪线  可采用测地线法和平面相交法等

5.4.3确定裁剪线时应考虑下列因素：裁剪线布置的美观性；根据膜材幅宽，尽量有效利用材料；适应膜材正交异性的特点， 使膜材的纤维方向与计算的主受力方向一致。

5.4.4膜结构的裁剪分析中必须考虑初始预张力和膜材徐变特 性的影响。应根据所用膜材的材性，合理确定各膜片的收缩量，并对膜片的裁剪尺寸进行调整。

5.4.5当采用搭接方式时，设计的裁剪片应预留搭接宽度。

5. 5空气支承膜结构计算要点

5.5.1 空气支承膜结构的内部压力，应保证在各种荷载作用下满足结构的强度和稳定性要求。

5.4.2设计时应合理确定膜结构的最大工作内压、最小工作内压、和正常工作内压。最大工作内压应保证在最不利的外界环境条件下，结构不会出现过大的变形。最小工作内压应保证在正常气候条件和正常使用条件下结构的稳定，其值不应小于200Pa。正常工作 内压应保证在常遇荷载作用下结构的稳定，并应保持室内环境的舒适度。

5.5.3 膜结构的锚固系统设计应按有关的结构设计标准执行，并应保证膜、索或其他加强构件与地面或其他结构构件的锚固安全可靠。

5.5.4建筑物出、入口处的门框结构设计，应保证在最不利荷载组合作用下不发生破坏和产生永久变形。此外，还应考虑周边膜或锚件破坏时所产生的影响。

6   连 接 构 造

6．1一 般 规定

6.1.1 膜结构的连接构造应保证连接的安全  合理  美观。

6.1.2膜结构的连接件应具有足够的强度、刚度和耐久性、应不先于所连接的膜材、拉索或钢构件破坏，并不产生影响结构受力性 能的变形。 连接处的膜材应不先于其他部位的膜材破坏。

6.1.3膜结构的连接件应传力可靠，并减少连接处应力集中。

6.1.4膜结构的节点构造应符合计算假定。必要时，应考虑节点构造偏心对拉索、膜材产生的影响。

6.1.5连接构造设计时应考虑施加预张力的方式、结构安装允许偏差，以及进行二次张拉的可能性。

6.1.6在膜材连接处应保持高度水密性，应采取必要的构造措施防止膜材磨损和撕裂

6.1.7对金属连接件应采取可靠的防腐蚀措施。

6.1.8在支承构件与膜材的连接处不得有毛刺、尖角、 尖点。

6.  2  膜材的连接

6.2.1膜材之间的主要受力缝宜采用热合连接。其他连接缝也可采用粘结或缝合连接。

6.2.2膜材之间连接缝的布置，应根据建筑体型、支承结构位置、膜材主要受力方向以及美观效果等因素综合确定。

6.2.3膜材之间的连接可采用搭接或对接方式。搭接连接时，应使上部膜材覆盖在下部膜材上（图6.2.3）热合连接的搭接缝宽度，应根据膜材类别、厚度和连接强度的。

要求确定。对 P 类膜材不宜小于 40mm对G类膜材不宜小于75mm。对小跨度建筑  临时性建筑以及建筑小品，膜材的搭接缝宽度，对P类膜材不宜小于25mm对G类膜材不宜小于50mm。