膜結(jié)構(gòu)的昨天
膜結(jié)構(gòu)是由高強(qiáng)薄膜材料及加強(qiáng)構(gòu)件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過(guò)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(guó)興起，以其新穎而簡(jiǎn)約的形態(tài)、高強(qiáng)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(guó)建筑科學(xué)研究院教授藍(lán)天回顧了膜結(jié)構(gòu)在中國(guó)的10年發(fā)展歷程以及成立中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)的過(guò)程。藍(lán)天說(shuō)，隨著膜結(jié)構(gòu)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，急需一個(gè)行業(yè)組織對(duì)行業(yè)進(jìn)行管理、組織學(xué)術(shù)交流，而當(dāng)時(shí)的日本、澳大利亞都建立了膜結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)。
據(jù)藍(lán)天介紹，鑒于當(dāng)時(shí)的國(guó)情，有識(shí)之士認(rèn)為最簡(jiǎn)便和快速的辦法是在中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)的基礎(chǔ)上成立一個(gè)膜結(jié)構(gòu)的專(zhuān)業(yè)組織。2002年12月6日，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)正式成立，會(huì)議討論并通過(guò)了中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)工作條例。
藍(lán)天說(shuō)，膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展難免魚(yú)龍混雜，很多單位無(wú)法分清企業(yè)技術(shù)水平的高低，“試行膜結(jié)構(gòu)會(huì)員級(jí)別制”是中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)成立伊始就有的想法。但是，在中國(guó)，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(mén)反映無(wú)果的情況下，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)參考國(guó)外行業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)驗(yàn)，提出了等級(jí)會(huì)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(dòng)膜結(jié)構(gòu)企業(yè)等級(jí)會(huì)員資質(zhì)工作以來(lái)，截至目前，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)共有79個(gè)等級(jí)會(huì)員，其中一級(jí)12個(gè)、二級(jí)26個(gè)、三級(jí)41個(gè)。由于會(huì)員等級(jí)需要定期進(jìn)行復(fù)評(píng)，會(huì)員們都按照更高的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(huì)能有效地進(jìn)行行業(yè)管理。據(jù)劉毅介紹，中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)是在藍(lán)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(shí)，作為2008年奧運(yùn)會(huì)開(kāi)、閉幕式場(chǎng)館的“鳥(niǎo)巢”也是膜結(jié)構(gòu)工程的一個(gè)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(duì)中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)在奧運(yùn)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(huì)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(guó)、日本、加拿大等國(guó)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(lèi)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(shuō)，由于充氣式膜結(jié)構(gòu)是唯一使用了免費(fèi)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(diǎn)：第一，經(jīng)濟(jì)性。充氣膜結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉，尤其用于大跨度、地質(zhì)條件差的情況更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。充氣膜結(jié)構(gòu)是用唯一免費(fèi)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(fèi)用；充氣膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)也只是承受膜體的上浮力，對(duì)地基承載力無(wú)任何要求。且單位造價(jià)不隨跨度的增大而增加，是超大空間最經(jīng)濟(jì)的解決方案。膜材料本身具有自潔、高強(qiáng)、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(hù)的；即便在使用過(guò)程中有局部破損，很容易修補(bǔ)且無(wú)需費(fèi)用。第二，施工周期短。膜結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到施工僅需1個(gè)月~2個(gè)月便可完成，且大部分是在工廠(chǎng)完成，現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)）×150米（寬）×50米（高）的連續(xù)無(wú)柱大空間，可覆蓋從高爾夫練習(xí)場(chǎng)到幾個(gè)足球場(chǎng)大的面積。第四，可以整體移動(dòng)。充氣膜結(jié)構(gòu)很容易進(jìn)行拆卸和安裝，便于整體移動(dòng)。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(yáng)塵、有毒氣體等儲(chǔ)存?zhèn)}及處理車(chē)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(guò)程中幾乎沒(méi)有建筑垃圾和環(huán)境污染。第七，現(xiàn)代時(shí)尚。膜結(jié)構(gòu)從膜材料到設(shè)計(jì)安裝科技含量很高，被譽(yù)為21世紀(jì)的建筑，代表著建筑的高科技；膜結(jié)構(gòu)時(shí)尚、優(yōu)美和現(xiàn)代，往往能得到意想不到的建筑景觀(guān)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(dú)特優(yōu)點(diǎn)，目前在我國(guó)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(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)理事長(zhǎng)張毅剛通過(guò)對(duì)2012年韓國(guó)麗水世博會(huì)、2012年英國(guó)倫敦奧運(yùn)會(huì)、2014年將在巴西舉辦的世界杯場(chǎng)館建設(shè)分析認(rèn)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(guó)麗水世博會(huì)國(guó)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(gè)“島嶼”、7個(gè)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(shuō)，屋面上的“島嶼”既是造型，同時(shí)在其內(nèi)部設(shè)有通風(fēng)口，其擔(dān)負(fù)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(huì)第三屆專(zhuān)業(yè)委員會(huì)今后的工作提出7個(gè)想法：一是規(guī)范并完善膜結(jié)構(gòu)等級(jí)會(huì)員制度；二是推進(jìn)項(xiàng)目經(jīng)理管理工作，通過(guò)開(kāi)展相關(guān)的培訓(xùn)工作提高項(xiàng)目經(jīng)理的管理、技術(shù)水平；三是完善技術(shù)規(guī)程，適時(shí)開(kāi)展工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的編制工作；四是進(jìn)一步加強(qiáng)膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)研討工作；五是積極開(kāi)展專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，利用高校和企業(yè)搭建平臺(tái)；六是進(jìn)一步加強(qiáng)中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會(huì)的技術(shù)咨詢(xún)服務(wù)，滿(mǎn)足行業(yè)需求；七是積極配合2013年中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)成立20周年的活動(dòng)，并設(shè)立膜結(jié)構(gòu)專(zhuān)題會(huì)場(chǎng)，總結(jié)交流膜結(jié)構(gòu)的歷史、發(fā)展、未來(lái)。
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