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第1章　绪论1

1.1　膜结构发展简史1

1.1.1　膜材发展概况1

目录1

1.1.2　膜结构体系发展概况2

1.2　本书内容概要5

参考文献6

第2章　膜材及其特性8

2.1　织物膜材构成8

2.1.1　织物纤维8

2.1.2　织物编织构造10

2.1.3　涂层材料及其特征12

2.2.1　织物膜材类型13

2.2　织物膜材类型与特性13

2.2.2　织物膜材基本特性14

2.3　膜材线弹性模量与剪切模量22

2.3.1　膜材线弹性模量22

2.3.2　膜材剪切模量26

2.4　膜材的徐变与松弛特性28

2.5　建筑织物膜材基本参数29

2.5.1　PVC/PES膜基本参数29

2.5.2 PTFE/GF膜基本参数29

2.6　非涂层织物膜材29

2.7.1　ETFE薄膜30

2.7　热塑性化合物薄膜30

2.6.3　金属织物30

2.6.2　氟化物织物30

2.6.1　棉质纤维膜30

2.7.2 THV/FEP薄膜32

2.7.3　PVC薄膜32

参考文献32

第3章　膜建筑设计与应用34

3.1　概述34

3.2　膜建筑设计使用年限35

3.3　膜建筑造型36

3.3.1　双曲抛物面膜单元36

3.3.2　马鞍形双曲面膜单元37

3.3.3　锥形双曲面膜单元37

3.3.4　拱支承张拉膜39

3.3.5　脊谷形张拉膜40

3.3.6　整体张拉膜40

3.3.7　充气膜建筑43

3.4　膜建筑光环境43

3.4.1　膜太阳光基本特性43

3.4.2　采光设计计算44

3.4.3　艺术光设计45

3.5　膜建筑热环境45

3.5.1　基本热物理特性46

3.5.2　冷凝结露47

3.5.3　通风排气48

3.6　膜建筑声学环境48

3.6.1 内部回声48

3.6.2　外部噪声隔离49

3.7.1　排水50

3.7　膜建筑设计要素50

3.7.2　消防与防火51

3.7.3　裁切线51

3.7.4　避雷设计52

3.7.5　防护与维护设计52

3.7.6　节点设计52

3.8　膜建筑特点与应用53

3.8.1　膜建筑特点53

3.8.2　膜建筑应用53

参考文献62

第4章　膜结构设计64

4.1 概述64

4.2.1　张拉膜结构65

4.2　膜结构体系65

4.2.2　骨架式膜结构66

4.2.3　充气式膜结构67

4.2.4　索桁架膜结构69

4.2.5　张拉整体与索穹顶膜结构70

4.3　膜结构设计分析71

4.3.1　膜结构设计内容71

4.3.2　找形分析73

4.3.3　荷载、作用与荷载组合75

4.3.4　结构设计与荷载分析80

4.3.5　裁剪设计分析83

4.4　支承桅杆构件与支承结构体系87

4.4.2　柔性索杆支承体系88

4.4.1　支承桅杆构件88

4.4.3　刚性骨架支承体系90

4.5　支承体系结构设计102

4.5.1　结构分析模型与方法103

4.5.2　结构设计与计算分析106

4.5.3　节点设计与计算分析110

4.5.4　结构分析研究113

4.5.5　试验研究114

参考文献114

第5章　充气膜结构设计118

5.1　气承式膜体系118

5.1.1　机械系统118

5.1.4　防火系统120

5.1.3　电设计系统120

5.1.2　控制与监测系统120

5.1.5　进出口系统121

5.2　主要材料122

5.2.1　膜材122

5.2.2　索122

5.3　结构设计122

5.3.1 荷载、作用与结构效应组合122

5.3.2　结构分析与设计125

5.3.3　构件设计强度126

5.3.4　锚固与基础127

5.3.5　主要节点设计127

5.4.2　使用与维护130

5.4.1　安装与充气130

5.4　安装、使用与维护130

5.5 气囊膜结构设计131

5.5.1　建筑结构形式131

5.5.2　结构设计134

5.6　飞艇膜结构设计134

5.6.1　结构形式134

5.6.2 气体静力学136

5.6.3　膜材138

5.6.4　结构设计与分析139

5.7　其他充气膜结构141

参考文献142

6.1.1　膜面模拟144

6.1　找形分析力密度法144

第6章　膜结构设计分析理论与方法144

6.1.2　力密度与膜面几何特性145

6.1.3 　T-单元列式147

6.2　找形分析动力松弛法148

6.2.1　基本原理148

6.2.2　索网格模型找形分析150

6.2.3　三角形单元网格模型找形分析151

6.3　找形分析几何非线性有限元法152

6.3.1　索网格模型找形分析152

6.3.2 三角形单元网格模型找形分析153

6.4　荷载分析理论与方法154

6.4.1　理论与方法一致性155

6.4.2　理论与方法完整性156

6.5.1 裁剪方法157

6.5.2 平衡模拟技术157

6.5　膜裁剪分析理论与方法157

6.5.3　等效板单元有限元法158

参考文献160

第7章　钢索的特性与设计163

7.1　钢索术语163

7.2　钢索形式与特点165

7.2.1　钢丝165

7.2.2　钢丝绳166

7.2.3　螺旋钢丝索170

7.2.4　平行钢丝索170

7.3　钢索防腐171

7.3.1　镀锌171

7.2.5　锁芯钢索171

7.2.6　其他形式171

7.3.2　挤塑索套172

7.3.3　喷塑172

7.3.4　油漆172

7.4　钢索锚具、锚固与连接172

7.4.1　索头基本形式172

7.4.2　锚固方法与特性175

7.4.3　连接构造176

7.5　钢索强度设计177

7.6　自由悬索解析178

7.6.1　抛物线179

参考文献182

7.6.2　悬链线182

第8章　节点细部设计184

8.1　一般设计原则184

8.2　膜节点185

8.2.1　缝合膜节点185

8.2.2　焊合膜节点186

8.2.3　组合膜节点187

8.2.4　粘合膜节点187

8.2.5　螺栓压板连接188

8.2.6　其他膜节点188

8.2.7　膜加劲与修补节点188

8.3.1　膜套节点189

8.3　膜柔性边界节点189

8.3.2 U形件夹板节点190

8.3.3　束带节点191

8.3.4　导水构造192

8.4　膜刚性边界节点193

8.4.1　混凝土边界节点193

8.4.2　钢构边界节点193

8.5　膜角隅节点195

8.5.1　柔性膜角点195

8.5.2　刚性膜角点202

8.5.3　刚-柔性膜角点202

8.6　膜脊谷节点203

8.6.1　柔性膜脊204

8.6.2　柔性膜谷205

8.6.3　刚性膜脊206

8.6.4　刚性膜谷208

8.6.5　防水与二次膜209

8.7　膜顶节点209

8.7.1　高点膜顶节点209

8.7.2　低点膜顶节点213

8.8　基座节点214

8.9　膜面张力导入机制215

8.9.1　锥形膜面张力导入机制215

8.9.2　马鞍双曲面张力导人机制216

8.9.3　其他膜面张力导入机制217

参考文献218

附录A　常用膜材技术参数219

A.1 C类膜材（PVC/PES）219

附录（Appendix）219

A.2 A类膜材（PTFE/GF）221

A.3 A类膜材（Silicone/GF）224

附录B 常用钢索技术参数225

B.1 φ5平行钢丝索（PWS）225

B.2 φ平行钢丝索（PWS）226

B.3 6×19＋IWRC/FC钢丝绳227

B.4 6×37＋IWRC/FC钢丝绳228

附录C 钢锚栓设计参数229

C.1 Q235钢锚栓229

C.2 Q345钢锚栓230

附录D 无缝热轧（热扩）钢管规格（GB 8162—99）232

附录E　蒲福风级与风压对照表233

附录F　常用单位换算对照表（ASTM E-380）234