国内膜结构建筑经过几十年的发展，在现代城市中已经越来越具有存在感，特别随着2008年奥运会，鸟巢和水立方在北京的诞生，将膜结构建筑上身影撒到了各处，从一开始的膜结构张拉膜景观小品，膜结构停车棚，到后来的膜结构体育看台，膜结构遮阳雨棚，屋顶膜结构，到后期比较成熟的充气膜结构，可拆除可回收，也可作为长久建筑存在着，而更多时候膜材拼接在其他建筑材料上，其独特的张拉性能能够完成好自己的角色，给设计上带来更多无限的可能性，今天先来说说膜结构建筑在地铁出入口的应用吧，这是膜材在交通设施中比较常见的了。
先来看看北京地铁昌平线西二旗站膜结构站台，这座车站是一座半地下一层、地上二层、四柱三跨框架式的高架车站，建筑的围护结构均采用了 ptfe膜结构，因此在建筑内部获得了震撼的无柱的长向大空间，是不是在光影之下像一个通透的t台秀舞台。极具现代化的同时，又展现了环保生态，工期灵活，还可以回收再利用。整个造型是采用建筑折纸状的结构形式，视觉上简洁、统一、流畅，并且富有韵律，又极大的发挥了材料特性。同时，ptfe膜材料的半透光性，白天的车站内可以获得充分的自然光线，夜晚透出室内的灯光，形成一处与人们生活密切相关的城市标志物。
北京地铁昌平线西二旗站膜结构站台
整个造型是采用建筑折纸状的结构形式，视觉上简洁、统一、流畅，并且富有韵律，又极大的发挥了材料特性。同时，ptfe膜材料的半透光性，白天的车站内可以获得充分的自然光线，夜晚透出室内的灯光，形成一处与人们生活密切相关的城市标志物。
北京地铁昌平线西二旗站膜结构站台
北京地铁昌平线西二旗站膜结构站台
再来看看上海龙阳路地铁站膜结构站台，这座车站有别于上海地铁的其他车站，采取的不是传统的顶棚式屋面，而采用的是被分割成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。整个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”，又像一个巨大的“白色翅膀”，是上海采用的最大规模的膜结构车站，采用了ptfe（不透明防水膜）和etfe（透明防水膜）两种膜结构材料，更具有美观、实用、低碳等效果。
上海龙阳路地铁站膜结构站台
最后再来看看示一膜结构现在再做的上海地铁17号线嘉松中路地铁站的膜结构遮阳雨棚，它的整体布局是一整片的商业区，所以站台整个也是高架轻轨的方式，因此在四个方向上进站出站都有一段是在外围的，而采用膜结构遮阳棚的方式，既美观大方，又能为人民服务到，重点是膜材自清自洁和自重轻的特点，而且工期比较短。采用ptfe及遮阳帆的设计，是特别常见的，既饱有了高透光率，也能在设计上做到更多可能，也是国家一项重大的举措。
工程还在持续的开工中，待完工后再与大家分享。
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安徽庆帆膜结构工程有限公司指出，打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁明快刚与柔力与美的完美组合，同时给建筑设计师提供了更大想象和创造空间。下面下面小编就和大家简单那介绍下它的好处都有哪些。膜结构优良的特性，使得它具有广泛的使用范围。体育设施方面，膜结构适用于：体育场看台体育场屋盖高尔夫练习场发球台风雨操场网球场游泳馆健身中心***场篮球场等；交通设施方面，膜结构适用于：加油站收费站飞机场候车厅火车站月台码头天桥地下通道入口等；遮阳设施方面，膜结构适用于：屋顶花园公园凉亭广场遮阳棚步行街建筑入口等。地区的压力高于设计值。当膜力低于设计值，小区膜结构汽车棚，结构的局部刚度会降，并容易发生风致振动当膜力高于设计值时，膜材料将产生较大的变形和蠕变，和局部裂将发生。此外，皱纹也会影响美观和排水性能的结构因此，皱纹应尽可能免在正常使用(长期荷载组合。多种多样的膜结构车棚更多的应用于日子中各个地方，膜结构效益高，但需维持进行小时送风机运转，在持续运行及机器维护费用江苏
要考虑膜结构建筑的朝向和方位，以便较大极限地下降噪声渗入。除建筑物的方位外
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还应考虑隔声设备的规划，以下降地上传输的常见噪声，并将噪声源和结构离隔。般情况下将声源与建筑物之间的间隔每添加倍，噪声降db，而利用灌术丛屏障噪声只能下降db，以至能够忽略不计。临时性张拉膜建筑：使用年限低于年，张拉膜结构材料应用领域为博览会展场***商业展场等，膜材为聚酯类纤维pvfacrylicpvc涂层无涂层织物膜pvc薄膜。大部分人应该都有知道，膜结构具有良好的隔热效果，而它的隔热效果为什么比其他建筑材料要好呢？下面膜结构公司来为我们讲讲具体原因。膜结构遮阳棚具有较好的隔热效果，对太阳热能可反射掉%，膜材本身吸收了%，传热%，而透光率却在%以上，经过年的太阳光直接照射，其辉度仍能保留%这与它本身的材质有关系。生意外，也不会造成什么严重的后果。可是，如果同样的情况放在其他材料上面也就不定了。膜结构建筑的构成非常简单，包含钢结构主体和膜材防水屋面，而且自重很轻，因而其整体造价是普通建筑结构的分之。我们在搭建时要注意以下几点：远远看去膜结构停车棚就像塑料样透光，除却透光它还有点与塑料很像，膜结构汽车棚定做，这的，所以很多人担心将车停在外面若是遇到了烈日天气，车上的漆很江苏
用于膜建
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筑的。运用新型的火灾报警技术如红外光束感烟探测器空气采样及线型差温探测器运用于膜结构停车棚，解决了膜空间早期报警的难题。采用有效的自动灭火装置。设置空气加压移动式消防水炮。它可根据空气加压的大小确定射程，确保膜空间及其中部区域的安全。车棚膜结构的抗震能力这也和它的结构组成分不开的。车棚是由上
逆流式排水系统这种属于比较现金模式的排水系统，通过在停张拉膜关键位置安装的逆风通流系统把雨水和污水统吸入到污水槽中排向地面，排水率较高。膜结构中当气温进步降低到其饱和温度时，水蒸气就会凝结成水滴。空气达到饱和并产生冷凝所达到的温度称为结露点。当物体表面温度低于结露点时，水蒸气会在其表面凝结成水滴，称为结露。那么膜结构发生结露的两个因素是什么呢？下面小编给大家介绍下。再者，膜结构材料具有防止粘着力的作用，避免出现表面污染的问题。另外，膜结构停张拉膜般是经过长期使用，也不会变得很脏很乱，并且在下雨天会起到清洁作用，透光性也会有所提升，不管是私家车也好还是商务用车都会很好的保障。张拉膜结构是近年发展起来的种新型建筑结构形式，在设计张拉膜时，既要保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果，也要细化
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支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状，还得简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。上状况阐明，自行车棚的运用和存在对错常有必要的，而张拉膜结构创造的车棚更是投合修建新资料开展的趋势。膜结构车棚设计理念：对停车棚进行设计，这是现代时尚环境个重要的组成部分，也是结合现代时尚特点来说，***有实际意义的个作用。突出实际的生活更有风格，把膜结构产品做得更加精致，是现代生活品质的需要。停车棚有的，所以很多人担心将车停在外面若是遇到了烈日天气，车上的漆很江苏
般在设计膜结构时，会考虑当地的环境，设计定的风荷载雪荷载等。但是，随着膜结构使用年限的增加，其膜材功能会有必定程度的下降；(当积雪较多时，就发生部分陷落，使膜布直接损坏，即便没压塌，也会引起膜布变形)这时我们只要在下雪前，适当的撒些融雪剂在简单积雪的膜布外表，做简单的预处理。膜结构工程施工是门很深的学问，看似简单的施工过程，背后往往蕴含了很多复杂的计算和准备工作。下面小编将给大家介绍下膜结构连接方式的处理问题。风振动力：风力可以分成平均风和脉动风两步部分，平均风的周期长，脉动风的周期比较短，结构的总用是动力性质。空气动力：张拉膜
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结构是风结构，存在空气动力失稳的问题，从本质上看，结构空气弹失稳是由于结构在振动的过程中和气流的振型耦合中吸收能量，当吸收能量大于耗散能量的时候，就会产生能量累积。庆帆膜结构欢迎广大客户来电咨询！
hello~小伙伴们，从今天开始制图教室将在周日开设一个新的板块——软件小讲堂，将一些前沿高端的软件使用方法以及一些有趣好玩的软件操作技巧带给大家。那么今天的第一期我们将来学习一下如何通过kangaroo的动力学模拟来构建膜结构造型。
part 1 前言
如果大家对于现代建筑比较关注的话，你就会发现在以柯布西耶为代表的梁柱结构体系之外，膜结构也在现代建筑的发展过程中发挥了巨大的作用。以弗雷·奥托（frei otto）为代表的很多现代主义建筑师都将薄膜材料和轻质结构运用在自身的方案之中。典型的项目比如慕尼黑奥林匹克公园，曼海姆多功能大厅屋顶，2000年德国汉诺威世界博览会上的日本馆等等等等。
虽然膜结构因其优美的造型同其轻质低价的特点为建筑师所偏爱，但是因为膜结构的造型大多比较复杂，并且很多为复杂的双曲造型，使用传统的建模手法很难完成一些类似于下图这种的复杂膜结构的创建，即使你使用rhino和一些mesh建模软件，建出了膜结构也大多有些生硬。
考虑到膜结构是所有常见的建筑结构体系中最容易受力而发生形变的结构体系，并且膜结构本身的造型也大多由外部荷载和约束条件来限定。因此如果我们能直接通过设置受力条件来创建膜结构造型的话，将可以极大的简化大家的建模流程。
那么在rhino&gh的世界中，恰恰好有这么一款动力学插件kangaroo可以通过人为设定受力和边界条件获取结构达到稳态时造型。因此kangaroo天生就适合表达膜结构。
因为kangaroo插件从rhino6开始就已经作为gh中的官方预设插件存在与rhino中了，所以使用rhino6的同学并不需要考虑软件的安装，而使用rhino5的同学可以去food4rhino中下载最新的2.42版本。
安装完成后的kangaroo卷展览如下图所示。
part 2 膜结构
考虑到可能有的童鞋对于膜结构本身还不甚了解，所以下面在上手kangaroo操作之前了我先简单的介绍一下膜结构。
常用的建筑膜结构其实可以简单分成两大类：一个是使用比较普遍的张拉膜结构，类似于下面这张图。
张拉膜是采用高强度柔性薄膜材料与刚性辅助结构像钢索与支柱之类的东西构成，这些刚性结构通过一定方式膜内部产生一定的预张应力，从而形成的某种空间形状。
第二种稍微少见一些的建筑膜结构是气承膜结构，如下图所示：
它主要是通过充气形成内外的压力差，利用气压来抵抗外力，比如大家用的气球实际上就是一个简化版本的气承膜，当然有的气承膜会使用一些钢索作为辅助材料来进一步维持形状。最著名的气承膜建筑应该就是水立方和拜仁安联足球场。
那么这两个膜结构其实kangaroo里面都是可以制作的，不过是由于文章长度的现在，今天的第一讲我会把重点放在对于气承膜的介绍上，更为重要的张拉膜我会放在下周的文章中进行介绍。
part 3 气承膜结构
因为气承膜是通过内外的压力差来维持造型的，那么假设一个单独气承膜，没有收到外力作用情况下它实际上产生对抗的力就是内外的压力差以及膜结构本身维持原长度的弹力，明白了基本的受力之后，我们开始kangaroo中的动力学模拟。
首先先创建出一个基础的立方体，将其转化为mesh。
对于膜材料来说，外力将其拉伸时其一定会出现回缩。那么这种维持原长度的材料力学属性在kangaroo中可以通过弹力进行表示。
除了弹力之外还需要支撑膜结构的气压差，在kangaroo中通过presure这个运算器表示。
这两个力设置好了之后其实对于气承膜来说，所有的外力就已经设置完毕，但是连接solver后很多时候会出现诸如看不到最终计算结果之类的错误。
这个实际上是因为当前压力和弹力的数值不匹配，通俗的来说就是因为气承膜内部的压力过大，膜炸开了，因此我们也就看不到计算的结果。所以为了避免‘炸开’，大家可以适度减少弹力的数值，比如说当我弹力为1的话，压力为0.02时计算是正确的.
适当加大压力，我们的mesh就会变的越来越鼓，但是如果超过一定的值，就会计算错误，大家其实可以类比于气球炸了。并且当我们改变mesh弹力大小时，对应的压力阈值也会改变，这个其实也很容易理解，气球表面膜结构的强度越大就能承受越强的压力。并且通过修改弹力的目标长度也可以改变气承膜的造型和其压力阈值。所以大家创建膜结构第一个需要注意的就是弹力与压力的匹配。（下图压力为0.03气承膜就已经炸开了）
但是说到这大家可能会发现一个问题，就是对于气承膜来说如果仅仅只有弹力和压力这两个力作用，无论之前的网格是什么造型，比如我们在这换一个box，只要压力足够大并且和弹力可以达到平衡状态，最终的造型肯定是类似于球体的，就像我们看到的一般气球都是圆形的。
那么如果我们想对气承膜的造型进行一定程度的控制应该如何操作了？还是从现实生活中找答案，比如对于气球来说，我们是可以在膜结构上添加一些局部的固定钢丝架来人为的限制其造型。那么在kangaroo里面了我们同样可以使用相同的策略，比如我们在这就根据立方体的边缘给他加一个固定的钢丝架，当然kangaroo里面并没有所谓钢丝架这个东西，对于固定我们通过anchor来设置，提取box的轮廓，进行等分点，获得顶点之后anchor。
那么大家可以看到我们就获得了添加了骨架的气承膜结构。所以各位要知道如果以后你想通过kangaroo进行气承膜的设计，其实受力本身很简单，就是弹力和压力，只不过数值的匹配要注意一下，不然很容易出错。真正需要花时间设计和思考的，是气承膜结构中骨架要如何布置，不同的骨架结构会产生不同的气承膜造型。
关于气承膜最后再说一个就是kangaroo里面还有一个力可以在一定程度上起到压力的作用就是这个volume的力。
它可以根据设置的目标体积大小对mesh进行缩小或者放大，但是我个人觉得它在气承膜结构的创建中并没有pressure好用，所以大家稍微了解一下就可以了。那对于气承膜的介绍就说到这，下期教程我们来了解一下更为重要的张拉膜是如何创建的。
作者：洪宸老师
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