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膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內(nèi)充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。自從1970年代以來，  膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中。  膜結構已成為結構設計選型中的一個主要方案。成為化纖紡織品應用的一個重要領域。近年來在中國建筑結構中也有長足的進展。

    大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣  膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上第一個大跨度的  膜結構，而且是首次采用了聚氯乙烯(PVC)涂層的玻璃纖維織物。作為一種真正的現(xiàn)代工程結構，大阪萬國博覽會的展覽館標志著  膜結構時代的開始。自此以后，  膜結構在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。從跨度來說,美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣  膜結構的平面有234.9m×183m,開始采用聚四氟乙烯(PTFE)涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。作為  膜結構一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣。千年穹頂以其獨特的  膜結構，顯示了當今建筑技術與材料科學的發(fā)展水平。

    發(fā)展中的中國膜結構

    中國現(xiàn)代空間結構的發(fā)展受到了西方國家先進技術的影響。近幾年來，在  膜結構應用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開始工程規(guī)模不大，但已逐漸擴展到更大的面積和跨度。所采用的技術與材料在某種程度上還要依靠國外，但預計會有更多的工程依靠自己的力量來完成。

    在過去十年中，中國的許多城市都在籌劃建設新的體育設施。由于其重量很輕的優(yōu)點，  膜結構往往被采用。體育建筑可以說是  膜結構在中國應用的突破口。1997年之前，只建造了少量的小型與中型的  膜結構，同年在上海舉行的第七屆全國運動會，  膜結構被用在主體育場的看臺挑篷，總面積達36100m2。這是********次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上，具有深遠的影響。當時涂PTFE的玻璃纖維膜材和工程安裝還借助于國外的力量。在上海體育場成功的建成后，雖然它的價格仍高于傳統(tǒng)的結構，又出現(xiàn)了一些膜結構屋頂?shù)捏w育場。

    頤中體育場座落在山東省的濱海城市青島，這是********個靠自己力量設計與施工的大型膜結構體育場，外包尺寸為266m×180m，可容納6萬觀眾。懸挑40m的屋蓋是一個包括膜、索和鋼支承結構的典型張拉體系，整個屋蓋由70個錐形索膜單元組成，總面積為30000m2。

    環(huán)顧整個中國大地，新的體育中心正在一個接一個的規(guī)劃，  膜結構成為覆蓋主體育場的優(yōu)選，估計已有十多個體育場采用。在大城市中有上海(虹口區(qū)足球場)、武漢、鄭州和廣州，在中小城市有煙臺、威海和蕪湖。另一個適宜采用  膜結構的對象是室內(nèi)體育館，在中國還剛開始。在華北的秦皇島體育館是第一個采用雙層膜的工程，其平面呈橢圓形，長短軸各為112m與98m。最近的一個實例是成都的水上樂園。這個有20000m2的大型建筑用來作為死海漂浮運動。一系列拱形鋼桁架跨越115m，上覆以PVC聚酯織物。

    膜結構曾被用于覆蓋一些室內(nèi)或室外的演出設施。大部分是由鋼框架支承的張拉膜結構。建成的實例有：長沙世界之窗劇場(3500m2)、深圳歡樂谷中心表演場(5800m2)、廣州海洋世界海豚館（2840m2）和天津泰豐風雨劇場(1000m2)等。世界之窗劇場建成于1998年，是早期采用PVC覆面膜材的工程之一。

   由于圖內(nèi)和國際上交流的擴展，需要許多新型的會議與展覽建筑。1999年在深圳召開了中國高新技術成果交易會，有兩個面積為2400m2的館采用了膜屋蓋，顯示了其輕質(zhì)與透光的突出優(yōu)點。在海南省的小鎮(zhèn)博鰲，由于有全世界重要人物參加的一系列高層會議在此舉行而聞名。主會場即采用了膜結構，施工工期十分緊迫，4000m2的膜屋蓋在40天內(nèi)完工。在廣西壯族自治區(qū)首府南寧建造了國際會議展覽中心。一個以膜材覆蓋的鋼穹頂位于多功能大廳上空成為整個建筑物的焦點。鋼結構內(nèi)外兩邊采用雙層的PTFE玻璃纖維織物覆蓋。

    膜結構還可用來覆蓋各種不同的小型建筑，如加油站、收費站、服務中心、大門入口以及遮陽設施等。雖然每個工程的面積只有幾百平方米，但工程的數(shù)量很多，把全國的工程加起來，膜的數(shù)量就很可觀了。

    中國膜材十年仍未突破

    膜結構只有在材料問題得到解決之后才得以大量推廣應用，因此關鍵問題是要提供滿足功能要求、耐久性好與經(jīng)濟的膜材。用于膜結構有二種主要建筑織物，即涂敷聚四氟乙烯（PTFE）的玻璃纖維織物和涂敷聚乙烯（PVC）的聚酯織物。PTFE玻璃纖維織物具有強度高、半透明、耐火不燃以及自潔性好等優(yōu)點。雖然材料的保證年限是25年，但按照實際使用的經(jīng)驗，其期望的使用壽命將會更長。玻璃纖維膜材的唯一缺點是價格較貴。PVC聚酯織物與玻璃纖維織物相比，其強度等性能稍差，使用年限也較短，但價格卻很便宜，大約在1/5左右。加了改進其性能可在涂層外再加一層面層，聚偏氟乙烯（PVF）或聚偏二氟乙烯（PVDF）。這種面層能保護織物抵抗紫外線的侵蝕，并改進其自潔性。

    目前國內(nèi)有好多廠家都能生產(chǎn)有PVC涂層聚酯織物，但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求，作為建筑用的永久性材料尚需進一步提高。據(jù)悉最近有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物，外觀與性能都大有改進。

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