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膜結構雨棚 |
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膜材一種新興的建筑材料，已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身受壓不大，抗彎也不是很好，所以要使膜結構正常工作就引入適當的預張力。此外，要膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統結構為了減小結構的變形就增加結構的抗力；而膜結構是通過改變形狀來分散荷載，從而獲得小內力增長的。當膜結構在平衡位置附近出現變形時，可產生兩種回復力：一個是由幾何變形引起的；另一個是由材料應變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多，所以要使每一個膜片具有良好的剛度，就應盡量形成負高斯曲面，即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”。“高點”通常是由桅桿來提供的，也許是由于這個原因，有些文獻上也把張拉膜結構叫做懸掛膜結構（suspension membrane）。 索作為膜材的彈性邊界，將膜材劃分為一系列膜片，從而減小了膜材的自由支承長度，使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻指出，膜材的自由支承長度不宜超過15米，且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外，索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結構提供附加支撐，從而不會因膜材的破損而造成支承結構的倒塌。
膜材只能承受拉力，不能承受壓力和彎矩。膜面的大主應力應小于膜材的強度設計值，在荷載長期作用下，小主應力應大于等于維持其初始平衡形狀的應力值。
張拉膜結構作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其特的形態及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結構可以創造出傳統建筑體系無法實現的設計方案。
