联系电话：赵经理18905899617
随着膜结构分析理论和设计施工经验的不断成熟和完善，膜结构已从众多的现代建筑形式中异军突起，越发地受到人们的青睐，吸引着众多的建筑、结构工程师们来设计建造现代大中小型永久性或半永久性的膜结构建筑。同时也对膜材料的物理性能提出了更多的要求。
1. 高强度
膜材料是一种柔性织物，织物内部只有存在一定的应力场，才能获得一定的刚度。因此，对于膜结构而言，任何情况下不允许膜中有无应力状态。在高应力状态下，膜材料的抗拉强度越高，越不易发生徐变和老化；其次，在大跨度膜结构中，膜中应力往往较大，且对膜的安全度要求较高，一般在长期荷载作用下，安全系数取６～８，在短期荷载作用下，安全系数取４。安全系数考虑了以下几种不利因素：膜材料本身的强度和弹性常数有较大的变异性；膜结构计算假定及计算结果的不精确性；膜材料双向应力测试与实际情况的差异；紫外线照射下膜材的老化；动静力下膜材的疲劳；膜材制作和施工过程中的划伤和折叠等。因此，膜结构建筑中的膜材料必须具有较高的抗拉强度及抗撕裂强度。
2. 阻燃
膜建筑作为永久性或半永久性建筑，膜材本身必须应完全满足有关建筑材料防火指标的要求。以日本膜结构大国为例：他们早在20世纪80年代就已把膜结构成功地应用于诸多大型公共建筑中，并且玻璃纤维布基涂敷聚四氟乙烯膜材料（PTFE材料）也早已通过了国家防火测试试验，但至今仍没把膜材料作为不燃材料列入国家建筑标准，只是要求针对每个建筑单体膜材通过防火测试，满足要求即可。一般认为PTFE材料是不可燃材料，PVC材料是阻燃材料。
3. 耐久
膜材的耐久性不仅与其布基所用材料本身的性质有关，而且不同的涂层种类，对布基的保护程度各不相同，也影响着膜材的使用寿命。膜材老化的主要因素有：紫外线照射下，聚合物自身的化学不稳定；从膜的边缘或划伤处由于毛细虹吸水存在微生物的滋生而引起的发霉变质导致材料性质的退化。一般来说，PTFE材料的质保期在25年以上，PVC材料质保期在10年～15年，但到目前为止，PTFE材料工程有的已超过25年，PVC材料工程有的已超过20年，而继续正常使用。
4. 自洁
自洁性就是膜材料本身的防污自洁性能。由于PVC材料对紫外线的化学不稳定性，尤其在夏日里阳光下，PVC涂层易离析发粘，粘附尘埃，且不易被雨水冲掉，影响观瞻，减少使用寿命。因此，一般建筑用PVC膜材料，在PVC涂层外，再加一层PVF（聚氟乙烯）或PVDF（聚二氟乙烯）或有机硅面层，能有效地改善其自洁性。PTFE膜材料自身则具有很好的防污自洁性能，不需要添加任何面层材料。
5. 隔音
通常膜结构建筑位于市区内，有的建造在***繁华的闹市区，特别是用于音乐、娱乐等大型文化活动场所，人们即不希望外部噪音传入室内，干扰室内活动，也不希望室内声音扩散出去，为此对建筑的隔音提出较高的要求。单层膜隔音仅有10dB左右，因此，单层膜结构建筑往往用于对隔音要求不是太高的活动场所，或者通常用巧妙的设计、构造等手段来提高其隔音性能。目前有人提出增加膜材料的质量可提高其隔音性能，但真正能达到令人满意的性能指标，尚需待以时日。
6. 保温隔热
单层膜材料的保温性能大致相当于夹层玻璃，如果某建筑物对保温性能要求较高，就不得不考虑采用双层或多层膜，但双层或多层膜又损害了建筑物的透光性能，一般来说双层膜的透光率在4%～8%左右。透光性是膜建筑很吸引人的一个特点，有时很难让人在二者之间作出选择。为使上述矛盾达到协调统一，针对某个建筑物就必须寻求一种特定的方法，如寻求一种透光性好的内层膜材料等。一般来说，就同类膜材料而言，其透光性越高，强度就越低。
膜结构所用的膜材料为具有高强、阻燃、耐久、自洁等特性的高强复合材料，一般由基布和涂层二部分组成。基布主要采用高强聚脂纤维或玻璃纤维丝编织而成，有平织和绞织等多种编织方法，不同的编织方法影响着膜材料的经纬向力学性能指标，提供膜的抗拉强度和抗撕裂强度等；涂层材料主要有聚四氟乙烯和聚氯乙烯，在一定程度上提高了膜材料各项强度指标，为提高膜材料的耐久、自洁等特性，表面往往有一层氟涂层或硅涂层，提供膜材料的耐火、耐久及防水、自洁等性能，决定着膜材料的物理特性。
膜材料是一种高强柔软的织物，具有较高的抗拉强度，有一定的抗撕裂强度，但其平面内的抗压、抗弯强度几乎为零，抗剪强度也很低，并具有一定的各向异性和材料几何非线性性质，使用时又易发生应力松弛和徐变，因而在膜结构分析计算中如何正确地确定膜材料的各项力学参数及本构关系将是一项极其繁琐而又必不可少的事情。
在实际工程应用时，随着膜材料品种的不同，膜中预应力一般在1～8kN/m，即使在***不利荷载工况下，膜中应力值也只是其抗拉强度的1/4～1/8，为简便设计计算，一般可假定膜材料为正交异性的线弹性材料，由弹性力学理论可知，平面应力正交异性弹性材料的本构关系有如下形式。
所谓风洞试验，就是将建筑物的缩尺模型置于一个特殊设计的管道内，用动力设备产生与实际情况近似的可控制的气流，并借助一定的测量仪器，获得所需的气动力信息。建筑风洞也叫做大气边界层风洞，它要求对来流的模拟要满足大气边界层的某些特征，如风剖面、湍流度等。风洞试验还要满足一系列的相似准则，如几何相似、雷诺数相似等[3]。实际上，要完全满足这些相似条件是不可能的，只能根据具体情况选择那些起决定作用的相似条件。
膜结构风荷载的确定包含对结构表面风压分布的预测，或者说是风载体型系数的确定，以及对结构在脉动风荷载作用下的动态响应的预测，或者说是风振系数的确定两部分。尽管风洞试验具有费用高、周期长、某些相似数无法准确模拟等缺点，但它仍然是目前研究钝体绕流的主要方法。目前的风洞测压试验技术已比较成熟，借助大气边界层风洞，通过对刚性模型表面动态风压的测量，所获得的结果，可以基本满足结构设计的要求。由于膜结构在荷载作用下的位移较大，结构位形的变化必然会对其周围风场产生影响，从而改变其表面的风压分布。所以膜结构的风致动力响应过程是一个典型的流固耦合（风与结构相互作用）过程。对这一动力过程的风洞试验模拟必须采用气动弹性模型。气动弹性模型试验涉及到大量的相似参数和复杂的观测技术，技术难度大，目前国内外在这方面都还处于研究阶段。
随着计算机有限元技术的发展，一种将计算流体力学和计算结构力学结合起来，用计算流体力学来模拟结构周围的风场、用计算结构力学来模拟膜结构，再借助某些参数的传递来实现两者之间的耦合作用的所谓“数值风洞”技术受到了越来越多的重视。从理论上讲，这种方法具有较强的准确度和广泛的适应性。在实际操作上，还有很多技术问题有待于进一步探讨。
通过风洞试验，可以获得建筑物表面任一测点的净风压。将此压力除以一个特定的参考风压（通常选择梯度风压或建筑物檐口高度风压），得到一个无量纲系数，称为压力分布系数。值得注意的是，压力分布系数和风载体型系数是不一样的，即便是在同一个面上不同测点的压力分布系数也是不一样的。根据这些系数可以画出建筑物表面的风压等值线图。在实际工程中，为了应用的方便，通常采用一个面上压力分布系数的加权平均作为风载体型系数，以供设计参考。