結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文：張拉膜建筑設(shè)計(jì)研討

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本文作者：徐猛 單位：如皋市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局

薄膜材料質(zhì)量很輕，每平方米大概700～1700克。輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料大大減少了結(jié)構(gòu)自重和材料運(yùn)輸?shù)某杀尽］p質(zhì)的結(jié)構(gòu)和較大的結(jié)構(gòu)變形能力還使張拉膜結(jié)構(gòu)能夠吸收震動，減輕地震對建筑的破壞作用，十分適合地震多發(fā)地區(qū)。薄膜材料具有一定的透光性能，常用膜材能透過大概4%～16%的光線。在白天建筑內(nèi)部不需要人工照明，減少了建筑的能量消耗。在夜晚室內(nèi)的燈光從膜面透出來，勾勒出張拉膜結(jié)構(gòu)雕塑般的形體，成為夜晚的一道風(fēng)景。薄膜材料具有很高的反射率，大量的陽光熱輻射能被膜材反射回去，張拉膜結(jié)構(gòu)極小的結(jié)構(gòu)體量使其不會吸收大量的熱量，減少了建筑的空調(diào)負(fù)擔(dān)，十分適合炎熱地區(qū)的氣候。通過設(shè)置雙層薄膜或多層薄膜結(jié)構(gòu)，增加透明保溫層能使張拉膜結(jié)構(gòu)保持透光性的同時(shí)能大大提高結(jié)構(gòu)的隔熱系數(shù)，使其適應(yīng)嚴(yán)寒的氣候。張拉膜最大最吸引人的優(yōu)勢就是它那優(yōu)美典雅的有機(jī)造型，總能抓住參觀者的目光，賦予建筑鮮明的視覺特點(diǎn)，改變了公眾傳統(tǒng)的建筑印象和建筑審美，豐富了建筑師的創(chuàng)作手法。

張拉膜的結(jié)構(gòu)概念

1.結(jié)構(gòu)組成

張拉膜結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)形式，它和以剛性材料為主要結(jié)構(gòu)材料，受彎為主要受力方式的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，它是以柔性的薄膜作為結(jié)構(gòu)材料，通過支承張拉系統(tǒng)對薄膜施加預(yù)應(yīng)力使其形成穩(wěn)定的負(fù)曲面造型，獲得結(jié)構(gòu)剛度，能夠覆蓋大跨度空間的一種空間結(jié)構(gòu)體系。如后附圖1是張拉膜結(jié)構(gòu)的兩種最基本的結(jié)構(gòu)形式馬鞍形結(jié)構(gòu)單元和錐形結(jié)構(gòu)單元的示意圖。它們都是由支承張拉系統(tǒng)和膜面組成。支承張拉系統(tǒng)包括桅桿、拉索、錨點(diǎn)、邊索、脊索等，它們是對薄膜施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并且是張拉膜結(jié)構(gòu)重要的造型要素。在張拉膜結(jié)構(gòu)中薄膜既承受建筑荷載是結(jié)構(gòu)的一部分，同時(shí)又是建筑的維護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.膜面的幾何要求

張拉膜結(jié)構(gòu)和其他傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式最大的區(qū)別在于它所使用的結(jié)構(gòu)材料。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)采用的都是剛性材料，結(jié)構(gòu)可以直接從材料中獲得剛度。而張拉膜結(jié)構(gòu)使用的結(jié)構(gòu)材料是薄膜，它是一種柔性材料，只能受拉不能受壓，它必須滿足一定拓?fù)潢P(guān)系的幾何造型，通過施加預(yù)應(yīng)力來獲得結(jié)構(gòu)剛度，從而使結(jié)構(gòu)具有承載能力。張拉膜結(jié)構(gòu)需要滿足的幾何要求就是形成負(fù)高斯曲面。負(fù)高斯曲面上每個點(diǎn)的的兩個主曲率半徑分別位于曲面的兩側(cè)，如膜結(jié)構(gòu)中的鞍面和錐形面，這類曲面也稱為互反曲面(anticlasticsurface)。那么為什么張拉膜結(jié)構(gòu)的曲面形式必須是負(fù)高斯曲面呢？假設(shè)空間有一個點(diǎn)要通過索來維持該點(diǎn)的平衡，由于索是柔性的不能受壓，所以該點(diǎn)至少需要連接4根索，而且其中兩根索需要向上彎，以承受節(jié)點(diǎn)受到的向下的力；另兩根索向下彎，以承受節(jié)點(diǎn)受到的向上的力。如此類推要使一個柔性面上每個點(diǎn)都要保持平衡，那么這個面必然是的負(fù)高斯曲面。

當(dāng)曲面曲率較小時(shí)為了保持膜面的平衡必然需要較大的預(yù)應(yīng)力，曲率較大時(shí)可以減少膜面所需的預(yù)應(yīng)力，因此張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一般都要盡量避免出現(xiàn)扁平區(qū)域，這會造成膜面應(yīng)力分布不均，難以保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。負(fù)高斯曲面是維持張拉膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本幾何要素，在此基礎(chǔ)上對曲面施加預(yù)應(yīng)力使其產(chǎn)生足夠的剛度，滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求。張拉膜結(jié)構(gòu)的曲面造型與結(jié)構(gòu)受力是緊密聯(lián)系在一起的，是膜面內(nèi)部受力情況的直接表現(xiàn)。充分了解張拉膜結(jié)構(gòu)的工作原理和機(jī)制對于建筑師進(jìn)行張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有十分重要的意義，可以幫助建筑師在進(jìn)行造型設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行初步判斷分析，避免設(shè)計(jì)出一些不合理的膜面造型甚至是根本不可能實(shí)現(xiàn)的形式。

關(guān)于張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論述

1.張拉膜結(jié)構(gòu)空間設(shè)計(jì)的特殊性

張拉膜結(jié)構(gòu)是一種以柔性薄膜材料作為主要結(jié)構(gòu)材料，受拉為主要受力方式的結(jié)構(gòu)形式和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有很大區(qū)別。結(jié)構(gòu)特殊性決定決定了它內(nèi)部空間設(shè)計(jì)的特殊性。

2.張拉膜結(jié)構(gòu)的空間特點(diǎn)

(1)結(jié)構(gòu)形式與建筑空間的高度一致性

結(jié)構(gòu)與建筑空間的高度一致性是張拉膜結(jié)構(gòu)最大的空間特點(diǎn)，它的其他空間特點(diǎn)都是由此而來。建筑的結(jié)構(gòu)為內(nèi)部空間提供了一個基本骨架。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的建筑中常常會對結(jié)構(gòu)形成的原始空間進(jìn)行進(jìn)一步塑造和修飾，例如通過使用吊頂，掩蓋一些較粗糙丑陋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，重新限定空間大小和形狀，改變原有空間界面的肌理、質(zhì)感和色彩，形成建筑師所需要的室內(nèi)空間效果，這些建筑的結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間是不完全一致的有時(shí)甚至是相背離的。在張拉膜建筑中，結(jié)構(gòu)形式和內(nèi)部空間是高度一致的，結(jié)構(gòu)本身就是內(nèi)部空間的圍合界面，它的形狀、質(zhì)感和色彩等決定了空間圍合界面的形狀、質(zhì)感和色彩。在張拉膜建筑空間設(shè)計(jì)中，建筑師必須改變通常的先建筑后結(jié)構(gòu)的空間設(shè)計(jì)方法，在進(jìn)行空間設(shè)計(jì)構(gòu)思時(shí)就要充分考慮結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)問題，把結(jié)構(gòu)當(dāng)作空間設(shè)計(jì)的手段和語言。

(2)透明的負(fù)雙曲面空間

通常的建筑空間都是由直線元素構(gòu)成的，即使是曲面的也都是各種正高斯曲面和零高斯曲面，例如圓柱面，半球面等，而張拉膜建筑的內(nèi)部空間是一種負(fù)高斯曲面構(gòu)成的空間。張拉膜建筑的內(nèi)部空間更加自由流暢，空間之間的過渡平滑柔和，室內(nèi)外的空間互相交融在一起。薄膜材料具有透明性，當(dāng)我們站在張拉膜結(jié)構(gòu)覆蓋的空間里向上仰望，明亮的屋頂波浪般起伏，顯得那么的輕巧和優(yōu)美；陽光透過屋頂灑滿室內(nèi)，讓人覺得室內(nèi)和外面的天空發(fā)生了聯(lián)系，屋頂宛若是漂浮在建筑上空的一朵云彩。張膜建筑的空間效果改變了人們對建筑空間的傳統(tǒng)印象，對建筑產(chǎn)生了新的認(rèn)識。

(3)新的空間限定元素

在張拉膜建筑中的結(jié)構(gòu)本身就是內(nèi)部空間的圍合界面，張拉膜結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件：索、桅桿、膜面等就構(gòu)成了空間的限定和表現(xiàn)元素。膜面是面元素，桅桿、拉索和膜面拼縫等是線元素而各種結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)則形成了點(diǎn)元素。在這種情況下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件不是簡單的完成結(jié)構(gòu)功能就可以了，還必須進(jìn)行藝術(shù)化的處理承擔(dān)起空間表現(xiàn)的任務(wù)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的藝術(shù)化處理包括對構(gòu)件造型的美化，例如桅桿進(jìn)行收分處理，設(shè)計(jì)膜面拼縫的圖案，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的造型設(shè)計(jì)等。此外更為重要的是，在張拉膜建筑中結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的視覺邏輯關(guān)系會影響到建筑的空間表達(dá)，就如同肋骨拱之間的視覺關(guān)系對于歌特教堂內(nèi)部空間表達(dá)的作用一樣。因此要處理好構(gòu)件與構(gòu)件之間的關(guān)系形成清晰的結(jié)構(gòu)邏輯和有序的視覺層次。

3.張拉膜結(jié)構(gòu)與建筑空間要求的契合

(1)張拉膜的結(jié)構(gòu)空間形態(tài)

張拉膜結(jié)構(gòu)的基本形態(tài)有鞍面、錐面、拱承面、波形面等。這些基本形態(tài)除了上述的張拉膜結(jié)構(gòu)共同的空間特點(diǎn)之外還有著不同的空間形態(tài)特點(diǎn)。鞍形面張拉膜結(jié)構(gòu)的高點(diǎn)和低點(diǎn)都在膜面周邊，空間形態(tài)流暢開放，中央?yún)^(qū)域高度適中，空間利用率較高。錐形面高點(diǎn)在膜面中間，低點(diǎn)在周圍，空間形態(tài)比較內(nèi)聚。由于膜面中部升起較高，且空間越向上越狹小，相對來說其內(nèi)部空間不容易被充分利用。拱承張拉膜膜面中央拱承部分較高，然后向兩邊逐漸降低，當(dāng)多個拱承膜面組合在一起時(shí)所形成的內(nèi)部空間比較容易被充分的利用。波形面張拉膜脊谷索交替排列，內(nèi)部空間也高低起伏，一般來說脊索和谷索間隔距離不會太大，波形部分空間很難被利用。從上述的分析中我們發(fā)現(xiàn)，雖然張拉膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)厚度是所有結(jié)構(gòu)形式中最小的，只有薄薄的一層膜的厚度，但是整個膜面結(jié)構(gòu)的高度卻比一般的結(jié)構(gòu)來的大（這里的膜面結(jié)構(gòu)高度指的是膜面結(jié)構(gòu)的最低點(diǎn)至最高點(diǎn)的長度）。這是由于張拉膜結(jié)構(gòu)的膜面曲率越大，獲得同樣剛度所需要的預(yù)應(yīng)力越小，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。為了減少膜面內(nèi)部應(yīng)力，增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，張拉膜結(jié)構(gòu)必須保持合適的膜面曲率。錐形張拉膜單元頂高度與平面跨度之比一般大于1:5，小于1:1，鞍形面要求中央平坦區(qū)域的曲面曲率大于3％。過大的結(jié)構(gòu)高度會造成空間和材料的浪費(fèi)，建筑供熱制冷空調(diào)通風(fēng)的過重荷載，建筑維護(hù)費(fèi)用的上升。因此張拉膜建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要特別關(guān)注如何使結(jié)構(gòu)的形態(tài)與建筑的空間要求相契合。建筑的空間除了滿足使用功能對內(nèi)部空間提出的要求外還要滿足人們對建筑空間提出的精神需求，如空間氣氛、意境、心理舒適度和其他美學(xué)要求。張拉膜結(jié)構(gòu)所覆蓋的空間與建筑物的使用空間和美學(xué)空間越接近，空間的使用效率越高，維護(hù)費(fèi)用越低，這是降低建筑物全壽命周期費(fèi)用，取得最大效益的重要途徑。張拉膜結(jié)構(gòu)可以通過以下方式達(dá)到結(jié)構(gòu)形態(tài)與建筑空間要求的契合。

(2)充分利用結(jié)構(gòu)空間

張拉膜結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)高度雖然比較大但只要我們合理的安排平面功能和結(jié)構(gòu)剖面之間的關(guān)系，結(jié)構(gòu)所占據(jù)的空間是可以被充分利用的。常用的辦法是把建筑中需要較高空間的功能安排在膜結(jié)構(gòu)的高點(diǎn)區(qū)域，而把只需要低矮空間的功能放在低點(diǎn)區(qū)域。張拉膜結(jié)構(gòu)是空間的連續(xù)曲面，當(dāng)建筑不同區(qū)域有不同的高度要求時(shí)它比通常的結(jié)構(gòu)形式具有更大的靈活性和適應(yīng)性。德國慕尼黑奧林匹克游泳館通過飛桿內(nèi)部支承和桅桿外部懸掛在中央比賽區(qū)域設(shè)置了兩個高點(diǎn)結(jié)構(gòu)。位于跳水池上方的高點(diǎn)稍高而位于游泳池上空的高點(diǎn)略低，整個屋面從兩個高點(diǎn)向四周逐漸降低。建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)與建筑的空間要求達(dá)到了吻合。（后附圖3）意大利M&G研究試驗(yàn)室這座建筑采用連續(xù)拱承膜面作為建筑的外皮結(jié)構(gòu)，把辦公、實(shí)驗(yàn)室、車間、測試設(shè)備等功能包裹在其中。建筑內(nèi)部各個功能單元，順應(yīng)拱形膜結(jié)構(gòu)形態(tài)布置，在空間較高處安排較為高大的實(shí)驗(yàn)設(shè)備而較低處則作為休閑活動區(qū)域，充分利用了結(jié)構(gòu)所覆蓋的內(nèi)部空間，提高了空間的使用效率。（后附圖4）

(3)增加膜面內(nèi)部支撐減少結(jié)構(gòu)高度

有的建筑內(nèi)部空間高度比較均勻，這就要求更加平緩的膜面形式，膜面的起伏不能太大，以減少空間的浪費(fèi)。由于張拉膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性要求，曲面形式越平緩，結(jié)構(gòu)的跨度也會越小。以損失整個結(jié)構(gòu)的跨度來獲得平緩的曲面形式顯然不是一個可取的辦法，那么該如何協(xié)調(diào)兩者的矛盾呢？解決的方法是在原有膜面的內(nèi)部增加支撐，使一個完整單一形式的膜面被分成若干部分的組合，這樣就減少了每個區(qū)域的跨度，整個膜面就可以設(shè)計(jì)的更加平緩了。為了繼續(xù)保持原有的無柱大空間，我們可以使用外部支承結(jié)構(gòu)或者內(nèi)部飛柱來提供膜面的內(nèi)部支撐。1972年建成的德國雷根斯堡某游泳池由奧托設(shè)計(jì)。該游泳池主要用于休閑娛樂，只有少量的看臺也沒有跳水池，因此建筑的內(nèi)部空間要求比較具有親和力，高度不宜過高。奧托使用多高點(diǎn)的張拉膜結(jié)構(gòu)作為游泳池的屋頂結(jié)構(gòu)，18個高點(diǎn)通過鋼索懸掛在外部的桅桿上。膜面內(nèi)部多點(diǎn)高點(diǎn)支撐使整個膜面呈現(xiàn)出比較平緩的形態(tài)，滿足了建筑的空間要求。（后附圖5）此后奧托又在德國慕尼黑奧林匹克游泳館臨時(shí)看臺屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)中采用了相似的結(jié)構(gòu)。（后附圖6）

(4)在膜面內(nèi)部設(shè)置低點(diǎn)結(jié)構(gòu)

膜面內(nèi)部的支承點(diǎn)通常都是作為張拉膜的高點(diǎn)結(jié)構(gòu)，如錐形和拱承式張拉膜。如果把它們膜面內(nèi)部的高點(diǎn)顛倒過來作為低點(diǎn)，這樣形成的膜曲面是向建筑內(nèi)部凹進(jìn)的，能大大壓縮它所覆蓋空間的大小，提高空間效率。美國佛羅里達(dá)州某度假設(shè)施需要建造一個膜結(jié)構(gòu)屋頂來覆蓋它的內(nèi)庭院。膜結(jié)構(gòu)屋頂由霍斯特伯杰設(shè)計(jì)。由于膜結(jié)構(gòu)屋頂?shù)目缍容^大，如果采用常規(guī)的中央高點(diǎn)的錐形張拉膜結(jié)構(gòu)，過大的結(jié)構(gòu)高度會造成空間的巨大浪費(fèi)，而且支撐高點(diǎn)所需要的結(jié)構(gòu)也會增加許多建造費(fèi)用?；羲固夭裨O(shè)計(jì)了兩個巨大的倒錐形張拉膜結(jié)構(gòu)作為屋頂結(jié)構(gòu)。內(nèi)凹的曲面使庭院空間控制在一個較為合適的大小，增加了空間使用效率。倒錐形的膜面周邊固定在庭院周圍建筑的屋頂上，低點(diǎn)由互相交叉的鋼索直接錨固在庭院中間的地面上，省去了不必要的高點(diǎn)支撐構(gòu)件，較少了造價(jià)。低點(diǎn)被設(shè)計(jì)成一個罩有透明有機(jī)玻璃的天窗，在雨天時(shí)，雨水從球罩與膜面之間的空隙流入室內(nèi)，形成一處瀑布景觀，為庭院增添了趣味。（后附圖7）奧托在蒙特利爾博覽會德國館的設(shè)計(jì)中也在膜面內(nèi)部設(shè)置了類似的低點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這些低點(diǎn)有效的起到了調(diào)整結(jié)構(gòu)形態(tài)控制結(jié)構(gòu)高度的作用。這些低點(diǎn)結(jié)構(gòu)還使屋頂膜面自然的延伸到地面，建筑空間變得更加有機(jī)生動，對于表現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，營造空間氣氛起到了很好的作用。（后附圖8）

4.拼逢在張拉膜結(jié)構(gòu)空間表現(xiàn)中的作用

物體表面的圖案和線條對于物體的識別有很大的影響。這些作用其實(shí)早就被建筑師發(fā)現(xiàn)并在建筑設(shè)計(jì)中加以利用。在歌特建筑中肋骨拱形成的韻律和圖案是表現(xiàn)空間的主要工具，相互交錯重復(fù)出現(xiàn)的肋骨拱突出了建筑空間高聳挺拔的效果，烘托出神秘、崇高、奔騰向上的宗教氣氛。磚結(jié)構(gòu)建筑中磚縫形成的圖案和肌理；摩天樓玻璃幕墻的劃分也都是建筑師設(shè)計(jì)建筑表面的線條元素表現(xiàn)建筑的手段。張拉膜結(jié)構(gòu)的膜面是由膜材經(jīng)過剪裁后拼接起來的，在拼縫的地方材料相對密實(shí)，透明度比較小，在光線下就會形成暗色的線條。張拉膜結(jié)構(gòu)中的拼縫在結(jié)構(gòu)上是無法避免的，但是它也為我們增強(qiáng)膜結(jié)構(gòu)可識別性，形成合適的尺度比例，營造特殊的裝飾效果提供了條件。

(1)可識別性線條可以強(qiáng)化曲面的造型，類錐形的膜面為了強(qiáng)調(diào)膜面的造型一般采用由高點(diǎn)向四周放射的拼縫。巴黎德方斯拱門的膜結(jié)構(gòu)屋頂就是類錐形單元的組合。每個膜結(jié)構(gòu)單元采用放射形的拼縫，使原本曲率較小的膜面造型變得清晰。放射性的圖案使重復(fù)排列的膜結(jié)構(gòu)單元變得十分生動，增加了許多耐看的細(xì)節(jié)(后附圖9)。M&G實(shí)驗(yàn)室的膜結(jié)構(gòu)屋頂在鋼拱架方向上曲率較大而與拱架垂直的方向上曲率較小。垂直于拱架布置的拼縫突出了膜面的起伏變化，增強(qiáng)了可識別性。(后附圖10)

(2)比例尺度膜面上的線條圖案能使人獲得正確的尺度感覺。美國想象公司的總部改造工程中采用了大面積起伏不大的張拉膜結(jié)構(gòu)屋頂。屋頂平面接近于矩形，10個飛桿支撐的高點(diǎn)使膜面有輕微的起伏變化。膜面采用均勻大小的長方形拼縫，每個高點(diǎn)都支撐在拼縫交點(diǎn)處。長方形的拼縫圖案使屋頂獲得了尺度感，突出了高點(diǎn)布置的內(nèi)在秩序和規(guī)律（后附圖11）。巴黎的某城市改造工程中膜面拼縫沒有進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，拼縫間隔大小不一，使人難以獲得正確的尺度感，顯得比較凌亂且缺少秩序（后附圖12）。

(3)突出節(jié)點(diǎn)膜面的某些部位比如高點(diǎn)，低點(diǎn)，邊緣張拉構(gòu)件等是膜面應(yīng)力匯聚轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵部位，這些部位自然的就會成為視覺的關(guān)注點(diǎn)，草率失當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)處理會影響到整個結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)效果。對這些節(jié)點(diǎn)區(qū)域的強(qiáng)調(diào)除了通過構(gòu)件造型的精心設(shè)計(jì)之外還可以通過節(jié)點(diǎn)部分膜面的拼縫圖案和透明度變化來表現(xiàn)。2002年韓日世界杯足球賽在韓國仁川市所建造的門鶴體育場的屋頂是由桅桿支撐的規(guī)則懸掛式張拉膜屋頂，膜面在高點(diǎn)處使用星形的曲面切割和拼接實(shí)現(xiàn)了受力傳遞，解決了張拉膜帶在高點(diǎn)處變窄的問題。雙層膜面使星形的拼縫圖案十分的清晰醒目，很好的起到了烘托高點(diǎn)結(jié)構(gòu)的作用。（后附圖13）在1998年建造的馬蘭西亞吉隆坡的國際游泳館中，膜面主體采用平行拼縫，在每個懸掛點(diǎn)處拼縫進(jìn)行了特別設(shè)計(jì)，呈花蕾狀?；ɡ傩纹纯p是由放射形拼縫和周邊的雙層聚酯條圍邊組成，使其具有比周邊平行膜帶更大的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在平行膜帶的襯托下懸掛點(diǎn)處的拼縫圖案強(qiáng)化了結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)和重要的結(jié)構(gòu)意義，并為整個內(nèi)部空間增添了幾分詩情畫意。（后附圖14）

(4)裝飾性在前面提到的例子中，張拉膜結(jié)構(gòu)的拼縫在強(qiáng)調(diào)曲面造型，形成尺度感秩序感的同時(shí)都不同程度的起到了裝飾膜面的效果。通過精心設(shè)計(jì)拼縫圖案和膜面不同區(qū)域的透明度，能產(chǎn)生精巧的裝飾圖案。張拉膜結(jié)構(gòu)的造型常會讓人聯(lián)想到自然界中的蜘蛛網(wǎng)，位于美國底特律河畔的Chene公園劇場的膜結(jié)構(gòu)屋頂通過對拼縫方式的巧妙設(shè)計(jì)強(qiáng)化了這種相似性。劇場的覆蓋結(jié)構(gòu)是有三個弧形帶狀高點(diǎn)張拉膜結(jié)構(gòu)。張拉膜的拼縫設(shè)計(jì)模仿蜘蛛網(wǎng)的形式，放射形的拼縫和折線形的等高線拼縫組合在一起，好像真是一張蜘蛛網(wǎng)覆蓋在劇場上空，產(chǎn)生了很強(qiáng)烈的形式感和象征意義。（后附圖15）在麥加先知清真寺庭院內(nèi)的傘形遮陽結(jié)構(gòu)是由德國建筑師BodoRash設(shè)計(jì)。在這些膜結(jié)構(gòu)遮陽蓬上，膜面的拼縫被設(shè)計(jì)成為典雅的具有伊斯蘭裝飾風(fēng)格的圖案。拼縫呈放射形分布，從上往下拼縫線逐漸互相交錯使圖案變得更加生動。在靠近中心柱的附近，膜面張力匯聚在這里，需要額外的材料來增強(qiáng)膜面的強(qiáng)度。雙層膜面加強(qiáng)膜面的強(qiáng)度，使膜面產(chǎn)生了不同的透明度增強(qiáng)的裝飾效果。同樣膜面上部連接點(diǎn)的加強(qiáng)構(gòu)件不僅僅是結(jié)構(gòu)元素也是裝飾元素。在這個例子中張拉膜結(jié)構(gòu)的拼縫起到了結(jié)構(gòu)和裝飾的雙重作用。（后附圖16）在德國Wasseralfingen的文藝復(fù)興時(shí)期的城堡庭院內(nèi)也有類似功能和結(jié)構(gòu)的傘形活動天蓬。在這里膜面拼縫沒有被設(shè)計(jì)成傳統(tǒng)花紋而是抽象的葉脈形狀，和膜結(jié)構(gòu)輪廓形狀十分協(xié)調(diào)，整個結(jié)構(gòu)好像真是一片打開的樹葉，給傳統(tǒng)風(fēng)格的庭院注入了新的氣息（后附圖17）。東京Kaetsu大學(xué)體育館膜結(jié)構(gòu)屋頂?shù)哪っ嫫纯p圖案是十分簡單的長條形，但設(shè)計(jì)者通過拼縫橫豎方向的交錯布置，改變了膜結(jié)構(gòu)屋頂單調(diào)的局面也取得了很好的裝飾效果（后附圖18）。

結(jié)論

膜結(jié)構(gòu)是一種充滿發(fā)展?jié)摿Φ目臻g結(jié)構(gòu)形式，隨著技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)手法的豐富完善，人們觀念的改變，膜結(jié)構(gòu)將會成為21世紀(jì)最具活力的空間結(jié)構(gòu)形式之一。但是目前膜結(jié)構(gòu)還是一種年輕的結(jié)構(gòu)形式，未來發(fā)展研究的道路還很長，尚有許多問題沒有解決。材料和技術(shù)的發(fā)展仍然是影響膜結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要因素。膜結(jié)構(gòu)的建筑表現(xiàn)手段還不成熟，相對于其他結(jié)構(gòu)形式它的建筑形象還是比較單一，在建筑中應(yīng)用的范圍還比較窄。本文從建筑師的角度出發(fā)，對張拉膜結(jié)構(gòu)在建筑表現(xiàn)中的一些問題進(jìn)行了初步探討，希望拋磚引玉，吸引更多的建筑師投入到膜結(jié)構(gòu)建筑的探索中去，進(jìn)一步發(fā)掘膜結(jié)構(gòu)的建筑潛力，探尋符合膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的建筑表現(xiàn)手段。