以上就是展冀膜结构教大家的膜结构车棚的合格性标准。随着越来越多的建筑及景
观场所都选用膜结构形式，这往往在前期考察时就会涉及到膜结构材料的选择问题
。很多不太了解膜结构的客户总会提这样的问题“我不了解膜材，膜结构工程是做
小区岗亭，遮阳用的你们给我推荐膜结构材料吧”碰到这样的情况一般膜结构公司
就会推荐该公司大部分客户常用的膜材，或者是厂家供应多的膜材。这就让客户遇
上选择困难症!所以为什么自己不了解多些膜结构材料的信息呢，这不但让自己增
长知识，还能在膜结构公司提供了膜材信息后自己能对膜结构工程适用膜材做出明
智选择。
膜结构材料的选择很大程度取决于膜结构建筑物的功能、防火要求、寿命、设计和
投资金额。所以选择膜结构材料要注意以下几点：
1、强度，包括抗拉强度与撕裂强度。视膜结构的面积、预应力等来选择技术参数
合适的膜材，使膜结构材料即能满足膜结构建筑需要，又不会造成浪费。
2、耐用性及抗老化性能，自洁性能及适应各种气候性能。
3、防火性能，即要求膜结构材料是阻燃或是不可阻燃材料。这取决于膜结构建筑
的功能及它所处的环境对膜结构材料的防火性能要等级规定。
4、膜材料价格问题，这个是关键问题。因为客户选择膜结构材料除了要求膜材性
能符合膜结构建筑外，价格是否超出预算也是个重要决策。不同种类，不同品牌，
同品牌型号的膜结构材料在价格上都有一样，性能也有区别。一般来讲，进口膜材
价格较高，而同样参数国产膜材价格相对低些。所以这就看客户对膜结构材料采购
的预算情况。
5、膜结构材料的可加工性能、幅宽及膜结构建筑效果图的膜面形状等。一、膜结
构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算
二、膜结构应根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要
求、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。
三、膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进
行。
四、膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构
设计。
五、对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计，应在考虑施工过程的基础上进行
一体化的设计。
六、膜材只能承受拉力，不能承受压力和弯矩。
七、膜面的最大主应力应小于膜材的强度设计值，在荷载长期作用下，最小主应力
应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。
八、膜结构一体化设计时，应考虑膜材的松弛、徐变、老化。
九、膜结构设计时，应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。
十、膜结构设计应考虑膜材破坏时，支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性
。 日前，京津城际于家堡站房工程钢结构工作已经完工，进入装饰装修及配套设
施的安装施工阶段。据悉，该工程膜结构将采用与“水立方”同样的ETFE膜。
京津城际于家堡站是国内首座地下高铁站房，露在地面上的站房顶棚是一个长143
米、宽82米、高25米的巨型钢结构，呈“贝壳”形。这个由36根正螺旋和36根反螺
旋组成的单层网壳结构是世界上首个 “单层网壳钢结构体系”，不仅可以呈现出
贝壳般美丽的形态，还可以把地面的光源引入地下，增加层次感并节约大量能源。
但由于其呈不规则体系，受力形式复杂、施工难度大、精度要求高。为实现设计要
求，膜结构公司项目部成立课题组就整体施工、中部提升、胎架卸载、双支座安装
等方案逐一进行分析讨论，经过多方论证，最终确定了“外围散拼、中间提升”的
施工方案。其中，中部提升区域一字型提 升架优化为方形提升架，保证了提升安
全与提升进度，实现了结构安全，同时大大节约了临时支撑的成本投入。在胎架卸
载工序准备阶段，经过反复研究，决定将原有自外围向中部卸载的顺序进 行调整
，优化为由内而外的逐级分步卸载方案，既保证了挠度的正常逐级变化，也保障了
胎架卸载的安全稳定性。
于家堡站的膜结构是由三个“塑料顶棚”组成的“亭子”。据膜结构公司的
工作人员介绍，这些并不是普通的塑料，而是ETFE膜，北京的水立方应用的就是这
个材质。这个小“亭子”是一个样板，以后 “贝壳”形穹顶的钢结构上也会安装
这样的膜结构。ETFE膜是一种坚韧的材料，各种机械性能达到较好的平衡 抗撕拉
性能极强、抗张力强度高、中等硬度、出色的抗冲击能力、伸缩寿命长。同时，
ETFE膜还是良好的电介质材料，绝缘强度高。选择的是透明的ETFE膜，中间有银灰
色的镀点，为了满足折光率的要求，同时也会使颜色更加丰富、亮丽。高铁站地下
一层未来将成为候车大厅，市民在大厅内沐浴阳光，享受着光影带来的动感，等候
车辆入站。
目前，中心商务区也在积极做好高铁周边的交通分流配套规划，未来还有多条城市
轨道交通在于家堡站交会，海河上则将建设更多的桥梁，在河面上尝试水上交通。
多层次、立体化地推动区域交通发展 ，让在此工作、游玩、休闲娱乐的市民都能
找到适合自己的出行方式，助力区域繁荣和京津冀协同发展。我们都知道，在膜结
构停车棚中，起重要作用的是其膜结构，而此膜结构在其生产过程中需要进行膜材
料的热合工艺，其热合过程中主要有PVC膜片热合与PTEE膜片热合，下面我们分别
来介绍一下。
热合工作人员在进行热合工艺的时候需要首先将其膜片取出，并将其按照图纸要求
进行接片热合，此操作过程中要注意认真检查，此外工作人员还需要对其所选用的
热合参数与工作内容进行记录。
在对PVC膜片进行热合的时候，膜结构公司工作人员需要对其热合设备的工作温度
，工作压力，加热时间，冷却时间，电流值，车速参数等进行分析比较，针对不同
的组合，对其进行相应的密封条拉伸试验来进行确定，并进行记录。此过程中，我
们需要其无折痕的热量，密封垫保持外部干净，无灰尘与杂物等，密封材料的表面
还需要进行热熔焊接，不允许有焊缝等的存在，以确保其强度足够大，密封性足够
好。
而在PTEE膜片热合过程中，则需要记录的数据有其热合设备的工作温度，压力与加
热时间，依据不同的数据组合冷却时间参数，对其采用密封条拉伸试验来进行数据
确定，并记录相关数据。在其热合过程中，其热量应当是依据其两个膜片的拉伸力
来作用的，其折痕不是平面振膜，其可有效控制热收缩率，确保其密封区干净无灰
尘，同时也不含一些可以静电吸附的杂物。膜结构停车棚其两个密封材料之间也必
须有热熔焊接，不允许有焊缝存在，以确保其强度足够大，水密封性能良好。对于
膜片与成品膜进行处理的时候也不得对其直接进行折叠，此时应当使用一些卷曲或
是折叠的软材料来进行衬垫，包装材料选取的时候也要注意不要有脱色现象出现。
当然在膜结构停车棚的应用过程中，我们不可避免的会遇到一些膜片的撕裂现象，
所以日常我们应当加强其保养，如在其膜结构设计过程中要确保其膜面在张拉之后
有足够的刚度，在其细部构造设计中也要考虑其次张力。倘若膜材料表面有松弛现
象出现，此时我们需要对其进行二次张拉。在其节点上，也要确保有足够的灵活度
与自由度，这样在环境风力比较大的时候就可以比较自由的应对了。其张拉过程要
注意循序渐进，并对其膜面的实际情况进行严密监控，避免出现应力集中或是张拉
过度等现象。今后，在龙阳路站乘坐16号线的乘客，将看到如同世博会中轴线阳光
谷的车站美景。从轨道建设方了解到，龙阳路站主体结构施工已进入尾声，昨起开
始屋面膜结构施工并计划于本月底完成，预计年底通车试运营。
轨道交通16号线龙阳路站和华夏中路站工程主体结构施工目前已进入尾声，即
将进入工程装饰装修阶段。其中，龙阳路站随着屋面钢结构施工的完成，昨天起开
始进行屋面膜结构施工。有别于上海地铁的其他车站，16号线龙阳路站采取的不是
传统的顶棚式屋面，而是被分割成112块，由32块透明膜和80块不透明膜分别拼接
而成，选用透明和不透明的两种防水膜结构材料，不仅更美观也能更好地防水、避
雨。外观类似于世博会中轴线的阳光谷，建成后远眺犹如一朵朵白色“云朵”。按
照计划，16号线龙阳路站的屋面膜结构施工将于本月底全部完工，车站站台层的装
饰施工也将随着顶棚完工而展开，站点力争今年年内通车试运营。 骄阳似火高
温笼罩，户外休闲的人们利用各种方法遮阳，哪怕是路边树荫下的那一抹阴凉也值
得贪恋。而作为人们出行工具的爱车呢？看着露天停泊的它们经受着长时间烈日的
炙烤，外表看似无恙，其实它们也需要保护。现今，很多商场或小区都建造膜结构
车棚来为爱车遮阳挡雨，膜结构以其轻巧别致的造型赢得了市场，膜结构车棚不仅
保护了您的爱车，还兼并较好的标示招揽效果。
膜结构车棚适用范围广，可适用于社区、工厂、学校、商业中心、政府机构
等地方，车棚的篷布膜材最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁性好，不
受紫外线影响，使用寿命长，一般15-30年。具有高透光率，透光率为13%，对热能
反射率73%，热吸收量很少。正是因为这些特点，使膜结构车棚成为现代化的永久
建筑。
随着都市现代化步伐的加快及汽车工业高速发展，城市的汽车拥有量成倍上
升，停车场的规划和建设便成了城市规划的重要组成部分，所以在整体规划建设时
就应充分考虑停车场的问题，为爱车们撑一把保护伞。 膜结构是什么？对非行业
人士来说，大部分人的回答都是不知道或一知半解，早年前作者对膜结构这个词也
很陌生，总觉得带上“结构”二字的东西必然都是很深奥的，“膜”，顾名思义，
应该是薄膜一类的，但总没跟建筑工程联想起来。后来有好友自行创办公司，其主
营业务恰好是“膜结构”技术，“膜结构”即“张拉膜结构”，又称为索膜结构、
张力膜亦或是空间膜。它是一种建筑与结构完美结合的结构体系，是用高强度柔性
薄膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的
空间结构形式。
相对于传统建筑模式，膜结构建筑作为一种新型的建筑模式，它的优点是不可
小觑的。首先它具有艺术性，以造型学、色彩学为基础，结合自然条件及民族风情
，能根据建筑师的创意设计出传统建筑难以实现的曲线及造型，这种独特曲面外形
使其具有强烈的雕塑感。其次，在成本方面，对于大跨度空间结构来说，采用膜结
构的成本只相当于传统建筑的一半或更少，特别是建造工期较短的大跨度建筑时就
更为经济，而且膜结构能够拆卸搬迁。
第三，膜结构所用的膜材本身具有良好的透光率，建筑空间白天可得到自然的
漫射光，能节约大量照明能源。第四，膜材表面的防护涂层(PVDF,PTFE等)，具有
耐高温的特点，而且本身不发粘，落到膜材表面的灰尘能靠雨水的自然冲洗而达到
自洁效果。第五，膜结构具有轻盈稳定的结构特性，其重量是传统建筑的三十分之
一，利用这一特点能设计和组织结构细部构件，创造巨大的无遮挡可视空间。
此外，膜结构是一种柔性结构，在风荷载或雪荷载的作用下会产生变形，膜结
构通过变形来适应外荷载。不同膜材的柔性程序也不同，有的膜材柔韧性极好，不
会因折叠而产生脆裂或是破损，这种材料是有效实现可移动、可展开结构的基础和
前提。
把膜结构比喻成服装设计师设计衣服再恰当不过，根据环境及应用场合的不同
，建筑师们把选好的“面料”(膜材)按尺寸裁剪，设计出各种独特的建筑款式，再
与“辅料”（加强构件，如钢架、钢柱或钢索）结合通过一定方式使其内部产生一
定的预张应力以形成某种空间。这种结构应用广泛，膜结构车棚、看台、收费棚、
球场、通道或入口、公园景观小品、甚至能作污水池加盖除臭及沼气池储气罐之用
。
有人说膜结构建筑是21世纪的宠儿，确实，如今在城市中越来越多的见到膜结
构的身影，它充分的发挥着结构受力明确的艺术之美，并巧妙的结合环境，给人一
种高雅浪漫的感觉，特别是夜晚在灯光的照射下更形成一道美丽的风景，或如展翅
高飞的大鹏，或如身材曼妙的舞蹈精灵，或如锥尖入云的穹顶，除了给人提供实际
便利外，还给人美好的视觉享受，同时也提升了城市的文化发展水平。
膜结构在中国的发展越来越令从事此行业的企业家或建筑师们充满信心，展望
未来，随着中国经济的不断增长和文化水平的日益提高，膜结构这一建筑形式凭借
其独有的优点，相信将会脱颖而出蓬勃发展。单层etfe膜节点防水的问题主要产生
于etfe膜与pvc膜、ptfe膜材交接的位置，尤其是低点角落处。不同材质的膜材之
间无法熔接。需要采用其他的节点方式加以处理。
一种方式采用铝挤型压板，将ptfe膜及etfe膜压住。重点是在角落部位要小心
施工，减小因膜材焊缝位置厚度不等而造成压板不能压紧，从而导致渗水的可能。
这种方式在首都机场和上海八号线项目中均有应用。
另有一种方式是将etfe膜边界与pvc膜、ptfe膜边界作出一定的高度差或不同
的内外位置。从而分别进行防水处理。这种方式在上海青浦建设工程质量检测中心
中庭膜结构顶棚得到应用。
最为保险的做法是采用水槽，进行有组织排水，这种方式应用在鸟巢中。但是
这种方式在某些项目中难以被建筑师或业主接受。
比如上海轨道交通八号线车站雨棚膜结构。桁架间轴线宽度只有700mm。如果
在两根上弦之上分别设置一定宽度的水槽，那么膜的范围就几乎没有了。
对于重要项目或是新的节点方式，如果条件许可，应该进行试验以验证节点方
式的可行性 膜结构车棚是大跨度空间结构的主要形式之一,它主要是以建筑织物
，与支撑构件， 广州卫蓝膜结构车棚它以其新颖独特的建筑造型，良好的受力特
点,膜结构车棚的设计、生产以及安装全部是手工进行的，无论是设计是否精细还
是生产如何完美，膜制车棚的生产安装基本上都会产生误差，主要是由于使用平面
膜片拼成空间曲面，这就是误差产生的原因。
同时使用的膜布为各向异性非线性，在将它张拉变成曲变化来适应需要的
空间外形的时候，与最初相稳合是很不相符合的，那么在膜结构车棚安装的过程中
要如何防止出现误差呢?膜结构车棚误差出现的方式又有哪些呢?
1.膜资料幅宽：找形剖析的平面网格划分的时候，一定要考虑膜资料的幅
宽，最好是使得一块膜布里面包括的膜单元完美无缺的，不然还能够通过插值计算
来确定膜块边境点所在的地方。
2.外表曲率：以前的裁剪办法都无法给出曲面任一点处的曲率。而本软件
由于采用的是曲面膜单元，所以能够得到每个单元的曲率。假如相邻单元曲率相差
很大，阐明在这个位置，曲面扭曲的很严重，假如裁剪缝在此处不切断重新开端，
那么裁剪膜块的边境在此处就会有很大的弧形。从相邻单元曲率的变化趋向，能够
判别出测地线的大致走向。 决定膜结构车棚造价的一些因素
1、都对工程造价起着决定作用。设计方案的选定。投资决策阶段建设项目规划设
计方案的选定对工程造价的影响也很大。建设项目的密度、结构类型是钢结构还是
钢筋棍凝土结构等。
2、即使在同一地区，所处地区的选择。由于各地经济发展水平存在较大差异。其
土地、劳动力、和建筑材料的价格也存在较大的差别。乡村的各种价格也会明显高
于郊区和农村，地价格也会有很大不同，从而影响到工程造价。
3、乡村繁华的市中心投资与新开发区投资项目的土地价格会有很大差异，所处位
置的选择。一个建设项目所处区位对造价有着重大影响，施工费用也会有所增加。
区位因素包括交通便当性、临街状况、周围环境等方面。同一区位，对不同类型的
建设项目会有不同的影响。
4、主要设备的选用。工业建设项目的设备投资有时会超出建筑装置工程的投资。
智能型办公大楼或酒店项目的设备费用也非常昂贵，因此，满足功能要求和不增加
使用过程中的维修费用的情况下，如何就需要的各种设备的各种价格进行比较选择
，会对造价有一定影响。
5、建设规模与建设标准。膜结构看台要比膜结构车棚的造价高出10%左右。这些都
说明建设规范对造价有着重要影响。同理，建设规模也一样影响工程造价，要根据
实际合理确定项目的规模，项目的规模与生产效益之间也符合边沿效益递减原理，
即开始时生产效益的提高随着生产规模的扩大而增加，当生产规模扩大到一定水平
时，生产效益增加到最大值，之后生产规模再扩大，生产效益将逐渐减少，这又叫
做规模效益递减。因此，要合理确定工程的建设规模与建设标准。 膜结构汽车棚
是一种造型独特，外观别致的新型建筑结构。在如今我们这个以汽车为主要交通工
具的国家，所需要的停车场是很多的，而膜结构车棚解决了这一点，这就是膜结构
汽车棚的功劳了。
膜结构汽车棚中的膜材有着环保性能，在特殊的条件下才会分解，膜结构
汽车棚它的耐久性十分的强，一般可以使用三十年左右。膜结构汽车棚还有着透光
阻热的功效，这让我们夏天停车的时候就不需要在担心车被晒坏。 膜结构汽车棚
简单来说就是这几个优点了，相信大家看过之后也能了解到膜结构汽车棚到底有哪
些特点，知道它在我们生活中所起到的巨大作用力。 在城市的公共设施的改进与
设计中，最耗费心力的，是我们必须理解这个城市的本质，行为，感觉，乃至散发
出来的味道。我们必须倾听，甚至不吝展开一次长时间的沟通，我们必须静下来用
照相机般的记忆，描摹出关于这个城市的前世今生，这个城市的灵魂所在。
如果城市是一个人，那么它的喜怒哀乐，它的前尘往事，总有一天会投射到人们心
中。 因为目标很明确---- 在中国的大城市中，成堆的汽车、电动车和自行车停放
在街道两旁，和国外相比，中国城市的印象恐怕就是成堆的车子。 像北京，广州
这样的大城市街道两旁就像是一个汽车回收站一样，从电视上看到的一副副画面，
触目惊心。具所搜 集资料不完全统计：中国城市平均每人拥有自行车0.7辆，农村
平均每人拥有自行车0.3辆。这是一组非常恐惧的数字 ，综合起来中国平均三个人
拥有二辆以上的自行车。而中国有接近14亿的人口。中国是又是世界的自行车生产
基地，年产量 占了全世界的60%以上，同时也是自行车消费大国，然而在这个生产
与消费大国中又有谁考虑了自行车带给的麻烦了。 针对交通拥挤的情况、停车的
难易(我国特别要考虑自行车的停放问题）资料表明： 中国城市自行车出行率达
60%～70%，故在规划中特别不能忽视停车棚的建设。
对与我们来说是一个很大的麻烦。 可麻烦不是问题，关键是有没有给这个
庞大的城市交通群体一个漂亮的家舒适的家？所以就成了城市中的又一个“ 垃圾
回收站”以至于在大城市中的主要路段严禁自行车停放，甚至在某些城市的某些路
段禁止自行车的通行。这太荒唐 了！自行车在中国怎么能禁止通行了。为什么那
么多城市限制自行车呢？为什么欧洲国家还提倡人民骑自行车呢？是影 响了你们
的城市市容吗？那么干嘛他们欧洲还要发展这个自行车呢？他们不怕影响市容吗？
问题就是了，既然自行车的 停放影响了你的市容，为什么你们不会试着去建设自
行车停放区了。城市发展的交通设施就是为了方便公民出行的，为 了发展交通，
改进城市面貌也不能禁止自行车的通行与停放把。庞大的自行车做为现时中国城市
的一种简便的交通工具 的确是人们出行的好工具，在未来的十几年里它还会是城
市中的主要交通工具。自行车流量的多，反映出中国社会做为发 展中国家的基本
国情，人民的生活水平与质量。所以我们现在的城市必须要拿出办法来为它服务，
当务之急的就是建设 好城市中的自行车停放区，为自行车在城市中安置一个漂亮
舒适的家。有了好的规划创意，漂亮的停车棚区，它不但不会 影响城市市貌，而
且还会为城市带来新的活力。我想有了安全稳当漂亮新颖的膜结构车棚，人们会很
自觉的把车放进来。城 市的管理也就好了。
当然说了这么多，也有很多城市有自行车停车棚。但是我所看到的都是不合理的。
那么怎么来设计好这个自行车停放棚了，这个被很多人忽视的城市形象。一定要设
计改造。这正是我要做的课题。 我为什么要选择这个课题，这个可以的价值在哪
？是不是具有可行性？在一次的重复一偏。毫无疑问，上面的文字已解 答。 我必
须要针对我们的城市自行车停放区进行一下改造，美化了。对于城市中庞大的个人
交通工具拥有者来群体来说，可 能他们并未注意到这些，因为自行车只是一种方
便.小巧.简单.廉价.段距离的小型交通工具。可是就因为它的小巧.简单. 廉价.段
距离.方便.所以才有了那么庞大的自行车群体。我国膜结构建筑虽然起步较晚，但
是发展速度非常快。从1995年开始，只建造了一个面积为3300m2 的膜结构，1997
年前国内只有少量小型和中型的膜结构建筑;1997年上海举办第八届全运会，其主
体育场的看台挑篷采用膜结构，挑篷面积达到3.6 万m2，可同时容纳8万名观众。
这是我国第一次在大型体育场馆采用膜结构建筑的屋顶，为我国采用膜结构建筑掀
开了新的一页，对我国膜结构建筑的发展具有重大的影响。
根据数据显示，从1997年至2001年，五年内我国建造的膜结构达37万吨;2003年建
造的膜结构约18万吨;2005年、2006年建造的膜结构分别超过33和40万吨。2008年
北京奥运会、2010年上海世博会和广州亚运会的举行，以及各种类型的展览馆建设
，使得我国迎来了膜结构建筑的发展高峰期，这几年间我国膜结构建筑的建造规模
扩张非常迅速。
在2010年上海世博会中，膜结构得到大量应用，为我国采用膜结构建筑掀开了新的
一页，对我国膜结构建筑的发展具有重大的影响。未来各种类型的展览馆建设以及
全国各地大小不等的膜结构建筑必定会随着膜结构技术的发展而得到更加广泛的应
用，行业发展前景非常广阔。
国际上较大型膜结构项目(单位：年，平方米，米)
最早的真正意义上的膜结构可以认为是1967年加拿大蒙特利尔展览会上的德国馆。
1970年日本大阪万国博览会的美国馆与富士馆由于采用了膜结构建筑，也引起了世
界建筑界的轰动。随后的十几年里，膜结构建筑在美国、加拿大等发达国家迅速发
展起来。
目前全世界膜结构的著名生产企业主要集中在美国、日本和德国等少数几个发达国
家，其中大部分的著名生产企业都力具备产品的研发、设计、生产这一产业全业务
链模式经营。而作为膜结构的主要材料，目前市场上主要是以是PVC膜、PVF膜、
PVDF、PTFE乃至最新的ETFE 膜材为主。膜结构对现代发展是最为迅猛的一种新型
空间结构，由于膜材质轻牢固、耐磨耐腐，结构主要承受张力，使得材料受力性能
得到充分发挥，而且还有以下几点有利因素：(1)重量轻，允许跨越大空间和设计
成各种外形；(2)施工周期短，维护方便，造价低廉；(3)可满足多方面的使用要求
，易与自然环境融为一体，被国际建筑界誉为二十一世纪的建筑。膜结构的设计可
分为三个步骤：(1)找出一个初始平衡形状；(2)各种荷载组合下的力学分析以保证
安全；(3)裁剪制作。发达国家从六十年代起开始提出多种计算方法，到目前为止
以有限元法为最先进，最普遍被采用的方法。而单元类型皆为三角形平面常应变单
元，该方法是从刚性板壳大变形理论移植过来的。从本文可以看到膜结构作为只能
抗拉的软壳体是不适宜采用这种平面单元的，因为对于刚性壳体来说，这种平板单
元可以看成平面应力单元和平板弯曲单元的组合，其单元刚阵可以由这两种单元刚
阵合并而成。而膜结构作为软壳体是不能抗弯的，只能靠薄膜曲面的曲率变化，从
而引起膜表面中内力重分布来抵抗垂直于曲面的外荷载。如果还是采用这种只有平
面内应力的板单元，则应变的线性部分将不反映平面外z方向位移的影响，这导致
单元不包含z方向节点反力，就每个单元来说静力是不平衡的。所幸的是应变的非
线性部分考虑了z向位移的影响，使得各单元合并起来的总的平衡方程通过不断迭
代能近似达到平衡，缺点是需要过多的平面内位移来满足平衡的要求，而实际情况
是只需要一定的平面外和平面内的位移及曲率变化就可以了。考虑到这些，本文首
次采用曲面膜单元，应变的线性部分引入了z向位移及单元的曲率和扭率，非线性
部分仍然保留z向位移的影响项。这样无论是每个单元还是各单元合并后的平衡方
程都能很容易满足，迭代次数大为减少，而变形结果也更符合真实情况。而且由于
单元内各点应力都不相同，据此判断皱折是否出现会更为精确。最后求出的每个单
元的曲率和扭率对于判断初始找形的正误和优劣以及裁剪下料都能提供很多非常有
用的信息。大跨空间结构的发展----回顾与展望沈世钊土木工程学报
摘要：大跨空间结构是目前发展最快的结构类型。
大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况是代表一个国家建筑科技水平
的重要标志之一。本文就空间网格结构和张力结构两大类介绍了国内外（但主要是
国外）空间结构的发展现状和前景。对这一领域几个重要理论问题，包括空间结构
的形态分析理论、大跨柔性属盖的动力风效应、网壳结构的稳定性和抗震性能等问
题的研究提出了看法。
一、概 述
在这实际的三维世界里，任何结构物本质上都是空间性质的，只不过出于简化设计
和建造的目的，人们在许多场合把它们分解成一片片平面结构来进行构造和计算。
与此同时，无法进行简单分解的真正意义上的空间体系也始终没有停止其自身的发
展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然
的美丽和神奇。空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还由于它们
通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。当跨度增大时，空间结构就愈能显
示出它们优异的技术经济性能。事实上，当跨度达到一定程度后，一般平面结构往
往已难于成为合理的选择。从国内外工程实践来看，大跨度建筑多数采用各种形式
的空间结构体系。
近二十余年来，各种类型的大跨空间结构在美、日、欧等发达国家发展很快。建筑
物的跨度和规模越来越大，目前，尺度达150m以上的超大规模建筑已非个别；结构
形式丰富多彩，采用了许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。例如
1975年建成的美国新奥尔良"超级穹顶"（Superdome），直径207m，长期被认为是
世界上最大的球面网壳；现在这一地位已被1993年建成夏径为222m的日本福冈体育
馆所取代，但后者更著名的特点是它的可开合性：它的球形屋盖由三块可旋转的扇
形网壳组成，扇形沿圆周导轨移动，体育馆即可呈全封闭、开启1／3或开启2／3等
不同状态。1983年建成的加拿大卡尔加里体育馆采用双曲抛物面索网屋盖，其圆形
平面直径135m，它是为1988年冬季奥运会修建的，外形极为美观，迄今仍是世界上
最大的索网结构。70年代以来，由于结构使用织物材料的改进，膜结构或索-膜结
构（用索加强的膜结构）获得了发展，美国建造了许多规模很大的气承式索-膜结
构；1988年东京建成的"后乐园"棒球馆，也采用这种结构技术尤为先进，其近似圆
形平面的直径为204m；美国亚特兰大为1996年奥运会修建的"佐治亚穹顶"（Geogia
Dome，1992年建成）采用新颖的整体张拉式索一膜结构，其准椭圆形平面的轮廓尺
寸达192mX241m。许多宏伟而富有特色的大跨度建筑已成为当地的象征性标志和著
名的人文景观。
由于经济和文化发展的需要，人们还在不断追求覆盖更大的空间，例如有人设想将
整个街区、整个广场、甚至整个山谷覆盖起来形成一个可人工控制气候的人聚环境
或休闲环境；为了发掘和保护古代陵墓和重要古迹，也有人设想采用超大跨度结构
物将其覆盖起来形成封闭的环境。目前某些发达国家正在进行尺度为300m以上的超
大跨度空间结构的设计方案探讨。
可以这样说，大跨空间结构是最近三十多年来发展最快的结构形式。国际《空间结
构》杂志主编马考夫斯基（Z.S.Makowski）说：在60年代"空间结构还被认为是一
种兴趣但仍属陌生的非传统结构，然而今天已被全世界广泛接受。"从今天来看，
大跨度和超大跨度建筑物及作为其核心的空间结构技术的发展状况已成为代表一个
国家建筑科技水平的重要标志之一。
世界各国为大跨度空间结构的发展投入了大量的研究经费。例如，早在20年前美国
土木工程学会曾组织了为期 10年的空间结构研究计划，投入经费 1550万美元。同
一时期，西德由斯图加特大学主持组织了一个"大跨度空间结构综合研究计划"，每
年研究经费100万马克以上。这些研究工作为各国大跨度建筑的蓬勃发展奠定了坚
实的理论基础和技术条件。国际壳体和空间结构学会（IASS）每年定期举行年会和
各种学术交流活动，是目前最受欢迎的著名学术团体之一。
我国大跨度空间结构的基础原来比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展
的需要，近十余年来也取得了比较迅猛的发展。工程实践的数量较多，空间结构的
类型和形式逐渐趋向多样化，相应的理论研究和设计技术也逐步完善。以北京亚运
会（1990）、哈尔滨冬季亚运会（1996）、上海八运会（1997）的许多体育建筑为
代表的一系列大跨空间结构--作为我国建筑科技进步的某种象征在国内外都取得了
一定影响。 ?? 种种迹象说明，我国虽然尚是一个发展中国家，但由于国大人
多，随着国力的不断增强，要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等
大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛，而且这种需求量在一定程度上可能超过
许多发达国家。这是我国空间结构领域面临的巨大机遇。
但与国际先进水平相比，我国大跨空间结构的发展仍存在一定差距。主要表现在结
构形式还比较拘谨，较少大胆创新之作，说明新颖的建筑构思与先进的结构创造之
间尚缺乏理想的有机结合，尤其是150m以上的超大跨度空间结构的工程实践还比较
少；结构类型相对地集中于网架和网壳结构，悬索结构用得比较少，而一些有巨大
前景的新颖结构形式如膜结构和索-膜结构、整体张拉结构、可开合结构等在国外
已有不少成功的工程实践，在我国则还处于空白或艰难起步阶段。情况看来是，我
国空间结构的发展经过十余年来在较为平坦的草原上的驰骋之后，似乎遇上了一个
需要努力跃上的新台阶。这一新台阶包含材料和生产条件等技术问题，也包含尚未
很好解决的一些理论问题。为促进我国空间结构进一步的更高层次的发展，有待科
技工作者和企业家努力创造条件，以求得这些技术问题和理论问题较快较好地解决
。
大跨空间结构的类型和形式十分丰富多彩，习惯上分为如下这些类型：钢筋混凝土
薄壳结构；平板网架结构；网壳结构；悬索结构；膜结构和索膜结构；近年来国外
用的较多的"索穹顶"（Cable Dome)实际上也是一种特殊形式的索－膜结构；混合
结构(Hybrid Structure)，通常是柔性构件和刚性构件的联合应用。 在上述
各种空间结构类型中，钢筋混凝土薄壁结构在50年代后期及60年代前期在我国有所
发展，当时建造过一些中等跨度的球面壳、柱面壳、双曲扁壳和扭壳，在理论研究
方面还投入过许多力量，制定了相应的设计规程。但这种结构类型日前应用较少，
主要原因可能是施工比较费时费事。平板网架和网壳结构，还包括一些未能单独归
类的特殊形式，如折板式网架结构、多平面型网架结构、多层多跨框架式网架结构
等，总起来可称为空间网格结构。这类结构在我国发展很快，且持续不衰。悬索结
构、膜结构和索膜结构等柔性体系均以张力来抵抗外荷载的作用，可总称为张力结
构。这类结构富有发展前景。什么是膜结构幕墙？
膜结构幕墙是膜结构在建筑外围护结构的应用，具有膜结构的共同特点和优点：膜
结构是一种非传统的全新结构形式。充满张力且富于变化的曲面，自由灵活的大空
间，透明、半透明膜材所形成的明亮而又柔和的室内环境，桅杆、拉索、精致的金
属节点等所体现的富有现代气息的构造技术，这些特色使膜结构为人们提供了有别
于传统结构