張拉膜結構的選型與設計
 
由第一章可知，在張拉膜結構 的發(fā)展過程，!，光后出現(xiàn)了充氣式、張拉式和索竅頂三種形式，實際上索彎頂是對雙層索系環(huán)向布置的一種改進.只是由于到 II前為止所有的索竅頂結構均采用膜材作為俊蓋材料.有些人也將它看成是薄張拉膜結構的一種形式.仁1其中的膜材只是傳力構件而不是主要受力構件.圍護是 It主要功能，故本書將不對索彎頂結構進行改接探討
所謂充氣張拉膜結構就是利川膜內外空氣的壓力差為膜材施加預應力.使膜面能N蓋所形成的空間‘充氣式張拉膜結構又分為’毛承式和氣肋式兩種、、兩者之間的 !K別在于氣承式是直接向膜材所N蓋的氣密性使川空間內注人一定壓力的空氣; 而氣肋式是向特定形狀的封閉式氣囊內充入一定壓力的t--C體以形成具有一定剛度和形狀的構件，再由這樣的構件相互聯(lián)結形成使川空間。產毛肋式張拉膜結構所需注人的空氣壓力要比產C承式的大得多，但充氣FUL較少。充氣張拉膜結構的平面一般為圓形或橢圓形，形式較為單一。膜面的矢跨比一般應小于0.75,
充氣張拉膜結構膜面!幾任一點的承載力(才毛壓差)是相同的，且沿膜面的法線方向‘、當外菏載沿膜面的法線方向均勻滿布時、膜內張力將均勻減少，膜面形狀僅發(fā)生微小且均勻的變化;然而外荷載常常rt非均勻分布狀態(tài)，此時膜面形狀將發(fā)生較大改變以縮小室內容積和提高膜面內外壓力差來平衡外荷載，由于柔性膜材的剛度很小。不能將荷載傳遞至較大的范圍，膜材局部變形和應變會很大.從而出現(xiàn)應力集中，易導致膜材撕裂。為此，大跨度充氣張拉膜結構的膜面需增加鋼索，以便將荷載傳遞到更大范圍。由于充氣張拉膜結構在使用過程中出現(xiàn)r 較多問題，在我國應用較少，這里也不作討論‘
所謂張拉膜結構就是通過給膜材直接施加預拉力使之具有剛度) t.承擔外荷載的結構形式‘、當結構覆蓋空間的跨度較小時�？赏ㄟ^膜面內力直接將荷載傳遞給邊緣構件，即形成整體式張拉膜結構;當跨度較大時，由于既輕且薄的膜材本身抵抗局部荷載的能力較差.難以單獨受力.需要與鋼索結合，形成索一膜組合單元;當跨度更大時.可將結構劃分成多個較小單元.形成多個整體式張拉膜單元或索一膜組合單元的組合結構。當然多個單元的組合有時是建筑功能和造型_L的要求，而非結構上的必需:
實際上，在張拉膜結構的應用過程中索一般是必不可少的，但應當指出的是在允氣張拉膜結構和張拉膜結構中鋼索的作用不盡相同，對于充氣張拉膜結構，鋼索主要起加勁作ill;而對于張拉膜結構，鋼索與膜材一樣均為主要受力構件。因此也將張拉膜結構稱為張拉索一張拉膜結構，即本書將要探討的主題。
張拉索一張拉膜結構與其他剛性結構的不同首先表現(xiàn)為所使用的主要材料本身不具有剛度和形狀，即在自然狀態(tài)下不具有保持固有形狀和承載的能力，只有對膜材和索施加預應力后才能獲得結構承載所必須的剛度和形狀，當然預應力大小與分布決定了結構的剛度和形狀，因此其設計過程首先是尋求滿足建筑功能要求的理想幾何外形(形)及合理應力狀態(tài)(態(tài))這兩個未知數(shù)的過程(稱為形態(tài)分析)�？梢钥闯觯�結構型體并非僅由建筑設計所決定，亦由受力狀態(tài)所制約。
從受力特性上看，由于柔性膜材只能承受面內拉力，薄張拉膜結構在面外荷載作用下產生的彎、剪力需通過結構的變形而轉換成面內拉力。當其初始曲率較小時，變形引起的面內拉力會很大，為了防止膜內拉力過大，結構的初始形狀應保證具有一定曲率，因此張拉索一張拉膜結構本身屬于殼體范疇，有時稱為柔殼 (Soft Shell)。
下面首先討論柔性殼體的受力特點，并據(jù)此來探討張拉索一張拉膜結構的可能形式及其基本單元和組合，然后討論張拉索一張拉膜結構的支承體系及裁剪與連接。