一 湖南湘潭膜结构充气膜足球馆项目介绍

膜结构工程名称: 湖南湘潭膜结构充气膜足球馆选德国进口卡斯蒂诺膜材E250Z

膜结构建筑地点: 湖南省湘潭市

膜结构结构形式: 张力式张拉膜

膜结构骨架材质: Q355B ETFE

钢结构设计规范: GB50017-2017

钢结构设计软件: 3D3S_MIDAS_MSDD

膜结构设计规程: CECS158:2015

膜结构设计软件: EASY_FORTEN_WDDA

湘潭膜材料品牌: 德国进口卡斯蒂诺膜材

湘潭膜材料型号: E250Z

二 ETFE膜结构材料的特点

三 德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材E250Z有以下六大特点:

（1）耐用：德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材 的织物基材为聚酯纤维或玻璃纤维素，从力学的角度上来讲织物材料具有极强的抗拉强度，抗撕裂强度，还具有耐热性、耐久性、和防火性，外表涂层还具有耐候性、耐水性、防污性、加工性、透光性。 耐酸耐盐雾极高，耐用年限可以达到15~25年左右，被业界称为最耐用的膜材。

（2）轻盈: 德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材本身极轻，重量仅为常规钢屋的三十分之一，降低了基础成本，建筑条件极为方便。

（3）透光率强： 德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材的透光率仅为5%，而PVDF膜材透光率高达25%~30%。利用自然光大大节省了照明电费。德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材具有较高的阳光反射率从而使得隔热性能非常好。

（4）具有自我清洁能力： 德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材外表涂层不具有粘性，只要下大雨就可以冲刷表面的灰尘，还大大增加了膜材的使用寿命。

（5）柔韧性强：德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材具有柔韧性强的特点，使其方便拆卸，可塑性强，便于做出各种优美独特的造型。

（6）应用领域广泛：德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材具有良好的化学稳定性和耐久性，被广泛应用于大跨度大空间建筑，如煤棚、污水池封闭、停车棚、加油站、展馆、厂房、运动场、游乐场、景观等。

四 德国进口卡斯蒂诺中国总代理

代理膜材其他型号卡斯蒂诺膜材KX660PTFE膜材，卡斯蒂诺膜材K750PTFE膜材，卡斯蒂诺膜材K1050PVDF膜材，卡斯蒂诺膜材KS1000PVDF膜材，卡斯蒂诺膜材KS1150PVDF膜材，卡斯蒂诺膜材KS1300PVDF膜材，卡斯蒂诺膜材KE1150PVDF膜材，卡斯蒂诺膜材E250ZETFE膜材，卡斯蒂诺膜材E200ZETFE膜材，卡斯蒂诺膜材E250BETFE膜材，卡斯蒂诺膜材E250PETFE膜材，德国进口卡斯蒂诺ETFE膜材E250Z膜材性能参数见下图

五 湖南湘潭膜结构充气膜足球馆组成和分析

索杆膜空间结构由索、杆、膜三种单元组成，是一种大跨柔性结构，在结构体形、预应力状态、支撑条件等的综合影响下，结构呈现几何非线性特征，拉索和膜在荷载状态下出现松弛和褶皱现象造成结构刚度的变化，影响结构的受力性能．因此有必要对索杆膜空间结构进行荷载分析，探索其受力特点和规律，从而进一步根据荷载条件来确定索、杆、膜中初始预应力分布和体形以及构件的设计．

以往在索杆膜空间结构的荷载分析中，把膜片视为一种屋面材料，忽略膜的刚度贡献，将膜面的均布荷载简化处理为节点集中荷载作用于索杆部分的节点上，并认为由此引起的误差使结构设计偏于安全．但是，膜片只有抗拉刚度而没有抗弯刚度，在荷载作用下将产生较大的张力，膜面越平，产生的张力越大，垂直于荷载方向的分力往往超过荷载方向的分力．膜内张力最终都传递到索杆上，所以索杆所受到的力除了外部荷载之外，还有不能忽略的垂直于荷载方向的膜张力分量．此外，膜片在荷载作用下一般会产生较大的位移，甚至会出现褶皱或破坏等现象，造成结构无法正常使用，所以只简化计算索杆部分的荷载分析不够合理．

本文采用索杆膜空间结构协同静力分析方法．在分析中，首先对索杆膜空间结构进行协同形态分析L1]，然后在已知形状和预应力分布的初始平衡状态施加荷载，采用几何非线性有限元方法，包含索、杆、膜三种单元，考虑索松弛和膜褶皱对结构的影响．以下通过索穹顶湖南膜结构和空间正交索桁湘潭膜结构两个算例分析，并与忽略膜片的非协同简化计算进行比较，探讨协同分析的意义．