膜結(jié)構(gòu)論文發(fā)表期刊推薦《中國(guó)科技論壇》雜志是科技部主管、中國(guó)科技促進(jìn)發(fā)展研究中心主辦的學(xué)術(shù)刊物，1985年9月創(chuàng)刊。《中國(guó)科技論壇》雜志一直是全國(guó)中文核心期刊和《中文社會(huì)科學(xué)引文索引》來(lái)源期刊，在重要文摘中，論文轉(zhuǎn)載率多年來(lái)位居同類(lèi)刊物前列。

　　摘要：膜結(jié)構(gòu)是建筑結(jié)構(gòu)中最新發(fā)展起來(lái)的一種形式。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，膜結(jié)構(gòu)已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選型中的一個(gè)主要方案，并逐漸應(yīng)用于體育館、商場(chǎng)、展覽中心、交通服務(wù)設(shè)施等大跨度建筑中。

　　關(guān)鍵詞：膜結(jié)構(gòu),膜材,建筑

　　膜結(jié)構(gòu)是一種以性能優(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(jié)構(gòu)將面繃緊，從而形成的具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結(jié)構(gòu)體系。

　　1膜結(jié)構(gòu)概述

　　1．1膜材

　　膜結(jié)構(gòu)能大量推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)是材料問(wèn)題的解決，其應(yīng)用的高強(qiáng)度柔韌薄膜稱(chēng)膜材。現(xiàn)階段主要應(yīng)用的兩種膜材涂敷聚四氟乙烯（PTFE）的玻璃纖維織物和涂敷聚氯乙烯（PVC）的聚脂織物具有質(zhì)地柔韌、厚度小、重量輕、透光性好等特點(diǎn)，對(duì)自然光吸收和透射能力、阻燃，具有良好的耐久、防火、氣密等特性；表面經(jīng)過(guò)氟素處理或二氧化鈦處理的膜材料抗老化性能好，具有較高的自清潔性能。

　　1．2膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

　　建筑造型優(yōu)美：膜結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)之一就是它形狀的多樣性，新穎美觀的曲面造型，簡(jiǎn)潔明快，且色彩豐富，打破了純直線建筑風(fēng)格的模式，給人以耳目一新的感覺(jué)。

　　適合覆蓋大跨度空間：膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度材料的采用，與受力體系簡(jiǎn)潔合理，使膜建筑可以不需要內(nèi)部支撐面大跨度覆蓋空間，這使人們可以更靈活地設(shè)計(jì)和使用建筑空間。

　　造價(jià)低，工期短：膜建筑屋面重量?jī)H為常規(guī)鋼屋面的1/30，這就降低了墻體和基礎(chǔ)的造價(jià)。同時(shí)由于膜建筑奇特的造型和外觀效果使其價(jià)格效益比更高。膜工程中所有加工和制作依設(shè)計(jì)均可在工廠內(nèi)完成，現(xiàn)場(chǎng)只需組裝，施工簡(jiǎn)便，相比傳統(tǒng)建筑的施工周期，它幾乎要快一倍。

　　節(jié)能環(huán)保：膜材有較高的反射性及較低的光吸收低，并且熱傳導(dǎo)性較低，對(duì)太陽(yáng)熱能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，傳熱13%，而透光率卻在20%以上，保證了適當(dāng)?shù)淖匀宦�散射光照明室�?nèi)。具有良好的環(huán)保性、透光性、節(jié)能性。

　　2膜結(jié)構(gòu)的歷史

　　第一座真正意義上的膜結(jié)構(gòu)建成于1946年，設(shè)計(jì)者為美國(guó)的沃爾特•勃德，這是一座直徑為15的充氣穹頂。1967年在德國(guó)斯圖加特召開(kāi)的第一屆國(guó)際充氣結(jié)構(gòu)會(huì)議，無(wú)疑給充氣膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展注入了興奮劑。隨后各式各樣的充氣膜結(jié)構(gòu)建筑出現(xiàn)在1970年大阪世界博覽會(huì)上。其中具有代表性的有蓋格爾設(shè)計(jì)的美國(guó)館（137m×7m8卵形），以及川口衛(wèi)設(shè)計(jì)的香腸形充氣構(gòu)件膜結(jié)構(gòu)。后來(lái)人們認(rèn)為70年大阪博覽會(huì)是把膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)地、商業(yè)性地向外界介紹的開(kāi)始。大阪博覽會(huì)展示了人們可以用膜結(jié)構(gòu)建造永久性建筑。而70年代初美國(guó)蓋格爾-勃格公司開(kāi)發(fā)出的符合美國(guó)永久建筑規(guī)范的特氟隆膜材料為膜結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于永久、半永久性建筑奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。之后，用特氟隆材料做成的室內(nèi)充氣式膜結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)在大中型體育館中，1975年在美國(guó)密執(zhí)安州龐提亞克興建了平面尺寸243.9X183m的銀色穹頂，這是第一次將氣承式膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用于永久性的大型體育館。其后在北美地區(qū)，類(lèi)似的膜結(jié)構(gòu)就建了9座，其中象美國(guó)的明尼阿波利斯和加拿大的溫哥華均位于北方地區(qū)。雖然象這樣的充氣結(jié)構(gòu)也發(fā)生過(guò)幾次不愉快的坍塌事故，但是膜結(jié)構(gòu)終于登堂入室，進(jìn)入永久性建筑的行列。

　　3膜結(jié)構(gòu)的前景

　　從多年國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，膜結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)大的生命力，必將是21世紀(jì)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。預(yù)計(jì)最能發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域有：

　　1.需要自然采光的公共建筑，如體育館、訓(xùn)練房、展覽廳等。

　　2.輕而而美觀的膜結(jié)構(gòu)用于敞開(kāi)或半敞開(kāi)建筑物的遮蔽屋蓋尤為適宜。

　　3.各種類(lèi)型的生產(chǎn)廠房與倉(cāng)庫(kù)，其尺寸都比較規(guī)則，因而可有用膜結(jié)構(gòu)并加以定型化、商品化。這種建筑有運(yùn)輸、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于緊急救災(zāi)或?yàn)?zāi)后重建也十分有用。

　　4.在改造原有建筑物時(shí)，膜結(jié)構(gòu)的自重輕是很大的優(yōu)點(diǎn)，可以用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的屋蓋。

　　4膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

　　現(xiàn)在膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有許多方法，但仍存在許多問(wèn)題需要解決和研究。比如膜建筑的隔振問(wèn)題、內(nèi)部環(huán)境問(wèn)題、屋頂膜材的融雪問(wèn)題、隔熱問(wèn)題等。還有應(yīng)將現(xiàn)在的計(jì)算理論與計(jì)算機(jī)相結(jié)合并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的軟件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師要坐在一起確定建筑物的形狀，并進(jìn)行必要的計(jì)算分析。這時(shí)，所設(shè)計(jì)建筑物的平面形狀、立面要求、支點(diǎn)設(shè)置、材料類(lèi)型和預(yù)應(yīng)力大小都將成為互相制約的因素，一個(gè)完美的設(shè)計(jì)也就是上述矛盾統(tǒng)一的結(jié)果。因此，要保證結(jié)構(gòu)的最終成形與設(shè)計(jì)相一致，除了在設(shè)計(jì)時(shí)更仔細(xì)之外，還應(yīng)保證各部門(mén)配合更為協(xié)調(diào)一致外。

　　同時(shí)，膜結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中也遇到一些問(wèn)題。在膜結(jié)構(gòu)中，膜材預(yù)張力是確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全的一個(gè)重要因素。在施工現(xiàn)場(chǎng)為了得到設(shè)計(jì)的平衡狀態(tài)和形狀，在張拉膜片的過(guò)程中，必須把設(shè)計(jì)預(yù)定的膜張力精確地施加到膜材中。這就要求施工人員能隨時(shí)測(cè)量、調(diào)整膜張力,避免出現(xiàn)應(yīng)力松弛區(qū)域和應(yīng)力集中區(qū)域，避免張力過(guò)大引起膜材撕裂。另外，膜結(jié)構(gòu)中膜材的一個(gè)特性是其張力會(huì)隨時(shí)間發(fā)生松弛。如果膜材發(fā)生松弛,就會(huì)導(dǎo)致膜面下垂。在風(fēng)荷載作用下發(fā)生抖顫。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，需要測(cè)量膜材中的實(shí)際應(yīng)力，以確定松弛造成的膜張力減退,再根據(jù)測(cè)量結(jié)果施加、調(diào)整膜張力。第一個(gè)現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)建成至今已有好幾十年了，因此大量已建成的膜結(jié)構(gòu)需要定期進(jìn)行膜張力松弛檢測(cè)。為了使膜結(jié)構(gòu)成為一種現(xiàn)代技術(shù),有必要定量地評(píng)測(cè)薄膜預(yù)張力。所以，研究膜張力的一些檢測(cè)手段成了當(dāng)務(wù)之急。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　隨著膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展，相信越來(lái)越多的膜結(jié)構(gòu)工程會(huì)出現(xiàn)在我們身邊。解決其在設(shè)計(jì)和施工中遇到的問(wèn)題也成為我們下一階段研究的主要任務(wù)之一。隨著奧運(yùn)會(huì)和世博會(huì)在中國(guó)的舉辦，膜結(jié)構(gòu)建筑也呈現(xiàn)出一派欣欣向榮之象。這正是我國(guó)突破現(xiàn)狀的良機(jī)，不久的將來(lái)，膜結(jié)構(gòu)一定會(huì)在我國(guó)得到夠好的發(fā)展和應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]克勞斯-邁克爾·科赫.膜結(jié)構(gòu)建筑.大連理工大學(xué)出版社,2007

　　[2]楊慶山,姜憶南.張拉索膜結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì).北京科學(xué)出版社,2004.