膜結(jié)構(gòu)的昨天
膜結(jié)構(gòu)是由高強薄膜材料及加強構(gòu)件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結(jié)構(gòu)，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式，其造型非常優(yōu)美靈活。膜結(jié)構(gòu)自20世紀(jì)90年代在我國興起，以其新穎而簡約的形態(tài)、高強的材料性能和極輕的自重，確立了其在建筑結(jié)構(gòu)中的重要地位，其研究和應(yīng)用得到眾多相關(guān)科研人員的重視和青睞。
中國建筑科學(xué)研究院教授藍天回顧了膜結(jié)構(gòu)在中國的10年發(fā)展歷程以及成立中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會的過程。藍天說，隨著膜結(jié)構(gòu)在我國的廣泛應(yīng)用，急需一個行業(yè)組織對行業(yè)進行管理、組織學(xué)術(shù)交流，而當(dāng)時的日本、澳大利亞都建立了膜結(jié)構(gòu)協(xié)會。
據(jù)藍天介紹，鑒于當(dāng)時的國情，有識之士認為最簡便和快速的辦法是在中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會的基礎(chǔ)上成立一個膜結(jié)構(gòu)的專業(yè)組織。2002年12月6日，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會正式成立，會議討論并通過了中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會工作條例。
藍天說，膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展難免魚龍混雜，很多單位無法分清企業(yè)技術(shù)水平的高低，“試行膜結(jié)構(gòu)會員級別制”是中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會成立伊始就有的想法。但是，在中國，行業(yè)的資質(zhì)是由政府管理的，在多次與有關(guān)主管部門反映無果的情況下，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會參考國外行業(yè)協(xié)會經(jīng)驗，提出了等級會員這一管理辦法，并受到企業(yè)的積極支持。自2003年5月啟動膜結(jié)構(gòu)企業(yè)等級會員資質(zhì)工作以來，截至目前，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會共有79個等級會員，其中一級12個、二級26個、三級41個。由于會員等級需要定期進行復(fù)評，會員們都按照更高的標(biāo)準(zhǔn)來提高管理水平和技術(shù)水平，從而使中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會能有效地進行行業(yè)管理。據(jù)劉毅介紹，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會是在藍天的倡議下成立的。
膜結(jié)構(gòu)的今天
很多人都知道“水立方”是膜結(jié)構(gòu)工程的代表，其實，作為2008年奧運會開、閉幕式場館的“鳥巢”也是膜結(jié)構(gòu)工程的一個代表。曾擔(dān)任2008工程建設(shè)指揮部辦公室副主任的王剛對中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會在奧運工程建設(shè)期間給予的幫助表示了由衷的感謝。王剛表示，北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會將大力支持鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。
據(jù)上海交通大學(xué)土木工程系教授龔景海介紹，早在20世紀(jì)60年代~80年代，扁氣承式膜結(jié)構(gòu)屋蓋在美國、日本、加拿大等國家（地區(qū)）得到廣泛的應(yīng)用，由于其屋蓋矢高較低導(dǎo)致雨雪的累積，從而引起局部甚至整體坍塌的事故。此后，人們采用了大矢高使雨雪迅速滑落的類筒形或球形充氣式膜結(jié)構(gòu)，并得到了廣泛的應(yīng)用。龔景海說，由于充氣式膜結(jié)構(gòu)是唯一使用了免費的建筑材料——空氣作為支撐結(jié)構(gòu)，與其它結(jié)構(gòu)形式相比充氣膜結(jié)構(gòu)具有以下7大特點：第一，經(jīng)濟性。充氣膜結(jié)構(gòu)造價低廉，尤其用于大跨度、地質(zhì)條件差的情況更具價格優(yōu)勢。充氣膜結(jié)構(gòu)是用唯一免費的空氣做支撐結(jié)構(gòu)，省去傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剛性支撐費用；充氣膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)也只是承受膜體的上浮力，對地基承載力無任何要求。且單位造價不隨跨度的增大而增加，是超大空間最經(jīng)濟的解決方案。膜材料本身具有自潔、高強、耐久、耐火等性能，根據(jù)選用不同的膜材，使用年限在10年~30年之間，使用期限內(nèi)膜材料是免維護的；即便在使用過程中有局部破損，很容易修補且無需費用。第二，施工周期短。膜結(jié)構(gòu)從設(shè)計到施工僅需1個月~2個月便可完成，且大部分是在工廠完成，現(xiàn)場安裝僅需10天~15天。第三，大跨度、大空間。目前，膜結(jié)構(gòu)可做成300米（長）×150米（寬）×50米（高）的連續(xù)無柱大空間，可覆蓋從高爾夫練習(xí)場到幾個足球場大的面積。第四，可以整體移動。充氣膜結(jié)構(gòu)很容易進行拆卸和安裝，便于整體移動。第五，氣密性能好。膜材料是由布基、聚酯涂層和面層組成，因此膜材料本身具有很好的氣密性和水密性。用于具有揚塵、有毒氣體等儲存?zhèn)}及處理車間，具有很好的環(huán)保性能。第六，節(jié)能環(huán)保。膜材料是具有一定透光率的材料，白天使用可不用人工照明；采用雙層膜加保溫材料組成的膜結(jié)構(gòu)具有很好的保溫隔熱性能，是常規(guī)建筑能耗的1/3左右。膜材料本身可以回收利用，在建造和拆除過程中幾乎沒有建筑垃圾和環(huán)境污染。第七，現(xiàn)代時尚。膜結(jié)構(gòu)從膜材料到設(shè)計安裝科技含量很高，被譽為21世紀(jì)的建筑，代表著建筑的高科技；膜結(jié)構(gòu)時尚、優(yōu)美和現(xiàn)代，往往能得到意想不到的建筑景觀效果。由于充氣膜結(jié)構(gòu)具有其它建筑結(jié)構(gòu)形式不可比擬的獨特優(yōu)點，目前在我國被廣泛應(yīng)用于體育、展覽、文化、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及軍事等領(lǐng)域。
膜結(jié)構(gòu)的明天
中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會理事長張毅剛通過對2012年韓國麗水世博會、2012年英國倫敦奧運會、2014年將在巴西舉辦的世界杯場館建設(shè)分析認為，膜結(jié)構(gòu)將不斷拓寬其應(yīng)用范圍。
據(jù)張毅剛介紹，韓國麗水世博會國際館屋蓋造型的寓意為麗水的海浪與島嶼，采用鋼結(jié)構(gòu)骨架支承膜結(jié)構(gòu)。屋面上共有11個“島嶼”、7個不同大小形狀。其中，最小的是14米×14米×5.3米，重約95千克；最大的22米×18米×7.8米，重約203千克。張毅剛說，屋面上的“島嶼”既是造型，同時在其內(nèi)部設(shè)有通風(fēng)口，其擔(dān)負了展廳的自然通風(fēng)的任務(wù)，其內(nèi)外均采用半透明的二氧化鈦PVC膜覆蓋。
薛素鐸就中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會第三屆專業(yè)委員會今后的工作提出7個想法：一是規(guī)范并完善膜結(jié)構(gòu)等級會員制度；二是推進項目經(jīng)理管理工作，通過開展相關(guān)的培訓(xùn)工作提高項目經(jīng)理的管理、技術(shù)水平；三是完善技術(shù)規(guī)程，適時開展工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的編制工作；四是進一步加強膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)研討工作；五是積極開展專業(yè)人才的培養(yǎng)，利用高校和企業(yè)搭建平臺；六是進一步加強中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會的技術(shù)咨詢服務(wù)，滿足行業(yè)需求；七是積極配合2013年中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會成立20周年的活動，并設(shè)立膜結(jié)構(gòu)專題會場，總結(jié)交流膜結(jié)構(gòu)的歷史、發(fā)展、未來。
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