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?。輕質(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(dòng)，減輕地震對(duì)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(guò)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(lái)，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(yáng)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(huì)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(guò)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(shì)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(guò)支承張拉系統(tǒng)對(duì)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(duì)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(guò)施加預(yù)應(yīng)力來(lái)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(gè)點(diǎn)的的兩個(gè)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(gè)點(diǎn)要通過(guò)索來(lái)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(gè)柔性面上每個(gè)點(diǎn)都要保持平衡，那么這個(gè)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(huì)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(duì)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(duì)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(lái)。建筑的結(jié)構(gòu)為內(nèi)部空間提供了一個(gè)基本骨架。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的建筑中常常會(huì)對(duì)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(guò)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?cè)锌臻g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(wèn)題，把結(jié)構(gòu)當(dāng)作空間設(shè)計(jì)的手段和語(yǔ)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(guò)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(yáng)光透過(guò)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(duì)建筑空間的傳統(tǒng)印象，對(duì)建筑產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)。

(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(jiǎn)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)來(lái)說(shuō)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(gè)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(lái)說(shuō)脊索和谷索間隔距離不會(huì)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(gè)膜面結(jié)構(gòu)的高度卻比一般的結(jié)構(gòu)來(lái)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(zhǎng)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(guò)大的結(jié)構(gòu)高度會(huì)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(guò)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(duì)內(nèi)部空間提出的要求外還要滿足人們對(duì)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(guò)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(guó)慕尼黑奧林匹克游泳館通過(guò)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(gè)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(gè)屋面從兩個(gè)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(cè)試設(shè)備等功能包裹在其中。建筑內(nèi)部各個(gè)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(dòng)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(huì)越小。以損失整個(gè)結(jié)構(gòu)的跨度來(lái)獲得平緩的曲面形式顯然不是一個(gè)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(gè)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(gè)區(qū)域的跨度，整個(gè)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(wú)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(lái)提供膜面的內(nèi)部支撐。1972年建成的德國(guó)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(lè)，只有少量的看臺(tái)也沒(méi)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(guò)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(gè)高點(diǎn)通過(guò)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(gè)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(guó)慕尼黑奧林匹克游泳館臨時(shí)看臺(tái)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(guò)來(lái)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(guó)佛羅里達(dá)州某度假設(shè)施需要建造一個(gè)膜結(jié)構(gòu)屋頂來(lái)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(guò)大的結(jié)構(gòu)高度會(huì)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(huì)增加許多建造費(fèi)用。霍斯特伯格設(shè)計(jì)了兩個(gè)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(gè)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(gè)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(huì)德國(guó)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(dòng)，對(duì)于表現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，營(yíng)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(duì)于物體的識(shí)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(cuò)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(guò)剪裁后拼接起來(lái)的，在拼縫的地方材料相對(duì)密實(shí)，透明度比較小，在光線下就會(huì)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(wú)法避免的，但是它也為我們?cè)鰪?qiáng)膜結(jié)構(gòu)可識(shí)別性，形成合適的尺度比例，營(yíng)造特殊的裝飾效果提供了條件。

(1)可識(shí)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(gè)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(dòng)，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(shí)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(guó)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(gè)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(zhǎng)方形拼縫，每個(gè)高點(diǎn)都支撐在拼縫交點(diǎn)處。長(zhǎng)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(méi)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(huì)成為視覺的關(guān)注點(diǎn)，草率失當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)處理會(huì)影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)效果。對(duì)這些節(jié)點(diǎn)區(qū)域的強(qiáng)調(diào)除了通過(guò)構(gòu)件造型的精心設(shè)計(jì)之外還可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)部分膜面的拼縫圖案和透明度變化來(lái)表現(xiàn)。2002年韓日世界杯足球賽在韓國(guó)仁川市所建造的門鶴體育場(chǎng)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(wèn)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(guó)際游泳館中，膜面主體采用平行拼縫，在每個(gè)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(gè)內(nèi)部空間增添了幾分詩(shī)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(guò)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(huì)讓人聯(lián)想到自然界中的蜘蛛網(wǎng)，位于美國(guó)底特律河畔的Chene公園劇場(chǎng)的膜結(jié)構(gòu)屋頂通過(guò)對(duì)拼縫方式的巧妙設(shè)計(jì)強(qiáng)化了這種相似性。劇場(chǎng)的覆蓋結(jié)構(gòu)是有三個(gè)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(chǎng)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(yáng)結(jié)構(gòu)是由德國(guó)建筑師BodoRash設(shè)計(jì)。在這些膜結(jié)構(gòu)遮陽(yáng)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(cuò)使圖案變得更加生動(dòng)。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(lái)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(gè)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(guó)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(dòng)天蓬。在這里膜面拼縫沒(méi)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(gè)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(jiǎn)單的長(zhǎng)條形，但設(shè)計(jì)者通過(guò)拼縫橫豎方向的交錯(cuò)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(huì)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(lái)發(fā)展研究的道路還很長(zhǎng)，尚有許多問(wèn)題沒(méi)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(duì)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(duì)張拉膜結(jié)構(gòu)在建筑表現(xiàn)中的一些問(wèn)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。