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膜結(jié)構(gòu)的由來|膜結(jié)構(gòu)相關(guān)建筑

2019-10-10 13:30:40 評(píng)論：2 點(diǎn)擊：560

膜結(jié)構(gòu)的由來|膜結(jié)構(gòu)相關(guān)建筑

新中國成立七十年來，我國的建設(shè)事業(yè)取得了輝煌的成就。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為建設(shè)事業(yè)有力保障之一，為建設(shè)事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。為了更好地回顧和總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)工程技術(shù)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、科研成果和標(biāo)準(zhǔn)制定，值新中國成立七十周年之際，《建筑結(jié)構(gòu)》雜志社特約國內(nèi)知名專家，就建筑裝配化、空間結(jié)構(gòu)、超高層建筑結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新與實(shí)踐、消能減震技術(shù)等方面的發(fā)展進(jìn)行了回顧與展望，以饗讀者。

　　回顧過去20年來膜結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展歷史，列舉了膜結(jié)構(gòu)在不同類別建筑物中的工程應(yīng)用情況，如商業(yè)和辦公建筑、文化和展覽建筑、機(jī)場(chǎng)和車站建筑、體育場(chǎng)館等，并選取各類建筑中的典型膜結(jié)構(gòu)工程實(shí)例作了介紹和說明，最后從膜材料領(lǐng)域、支承結(jié)構(gòu)體系、多功能膜結(jié)構(gòu)、氣承和充氣膜結(jié)構(gòu)以及膜結(jié)構(gòu)的研究、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)、修復(fù)和更換等角度分析和展望了膜結(jié)構(gòu)在我國的進(jìn)一步發(fā)展前景。

　　膜結(jié)構(gòu)在國外的最早設(shè)想和專利是1917年英國Willian Lanchester應(yīng)用于野戰(zhàn)醫(yī)院的充氣帳篷，但直到1946年美國Walter Bird才首次建造了直徑15m的充氣穹頂。1967年德國F.Otto設(shè)計(jì)的蒙特利爾展覽會(huì)西德館索膜支承膜片結(jié)構(gòu)開啟了現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，在此之后，膜結(jié)構(gòu)開始在西方發(fā)達(dá)國家開始得到較為廣泛的應(yīng)用。

　　膜結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用始于1996年前后。在此之前，只有極少量采用織物材料的由熟練工人或裁剪師傅制作和安裝的小品膜結(jié)構(gòu)建筑。1996年，上海陸家嘴中央綠地公園建成了一個(gè)膜結(jié)構(gòu)小品（圖1，圖名括號(hào)中為建造時(shí)間），這一小品出現(xiàn)在很多宣傳浦東開放的印刷宣傳品上，自此膜結(jié)構(gòu)這一采用特殊織物材料的建筑類型才引起公眾和建筑結(jié)構(gòu)專業(yè)人士的關(guān)注。

　　2000年后，膜結(jié)構(gòu)在我國各類體育、展覽、文化等建筑中開始得到非常迅速的發(fā)展和應(yīng)用，這一發(fā)展勢(shì)頭一直持續(xù)至今。目前，幾乎所有的建筑師和工程師對(duì)膜材料的類型、性能和膜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)都有了較深入的了解。過去二十年中，發(fā)展出了數(shù)百家膜結(jié)構(gòu)專業(yè)制作和安裝企業(yè)；近十年來，膜結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)企業(yè)也異軍突起、成長迅速；地方和團(tuán)體膜結(jié)構(gòu)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也已陸續(xù)頒布實(shí)施；國內(nèi)自主研發(fā)的膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)軟件也日漸成熟，獲得了廣泛應(yīng)用。

　　小品膜結(jié)構(gòu)和功能性膜結(jié)構(gòu)建筑幾乎遍布大江南北，街頭或公園雕塑、遮雨棚、露天車庫棚、門廊、收費(fèi)站、加油站等膜結(jié)構(gòu)隨處可見，圖5為一些這類建筑的圖片。

　　北京首都國際機(jī)場(chǎng)T3航站樓收費(fèi)站的膜結(jié)構(gòu)建筑（圖6）建于2007~2008年，建筑面積3500m2，采用ETFE和PTFE膜材交錯(cuò)布置，展開面積3385m2。支承結(jié)構(gòu)體系類似于懸索橋，兩端由兩個(gè)梭形桅桿作為橋塔，跨度166m。前后為邊環(huán)索，每根桅桿頂部交叉下拉7根吊索與前后邊索相連，膜頂中間設(shè)置谷索，谷索與邊環(huán)索之間由聯(lián)系索聯(lián)結(jié)，每根桅桿頂部有兩根下拉索與外側(cè)的錨座節(jié)點(diǎn)相連保持平衡。

　　圖7為2012年建成的天津金地紫樂商業(yè)廣場(chǎng)屋蓋。膜結(jié)構(gòu)支承結(jié)構(gòu)為單層網(wǎng)殼體結(jié)構(gòu)，網(wǎng)殼縱橫向均由工字形鋼焊接而成，網(wǎng)殼平面呈不規(guī)則多邊長方形，長向約110m，短向約60m，整個(gè)網(wǎng)殼由5根Y形支撐鋼柱與7根鋼柱支撐于二層或三層屋面上。網(wǎng)殼上面沿短向用φ60鋼管或12mm厚鋼板焊成支撐膜或連接膜用的二次鋼結(jié)構(gòu)，膜面直接覆蓋在二次鋼結(jié)構(gòu)桿件上，以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體作為膜結(jié)構(gòu)支承體系，膜通過二次鋼結(jié)構(gòu)連接于主體鋼結(jié)構(gòu)上，為典型網(wǎng)架骨架式索膜結(jié)構(gòu)體系。整個(gè)膜面有7個(gè)結(jié)構(gòu)單元，各個(gè)單元單獨(dú)受力、自成體系。

　　文化和展覽建筑是膜結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。表2列出了若干較大面積的這類膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。

　　為2001~2002年建設(shè)完成的位于鄭州市中心城區(qū)的鄭州雜技館，是國內(nèi)第一個(gè)膜結(jié)構(gòu)建筑形式的雜技館。其主體建筑面積3525m2，膜體投影面積3125m2，主體用鋼量120t。平面呈近似圓形，圓半徑為33m，在膜頂90m2范圍內(nèi)，造型出五峰突兀。膜結(jié)構(gòu)為全覆蓋全封閉形式，設(shè)有組織排水、隱蔽排水構(gòu)造。膜體支承體系為全格構(gòu)式相貫線焊接柱、梁組成，共有11根柱，11根縱向梁，在11根縱向梁上部增設(shè)膜脊梁頂升構(gòu)造（當(dāng)膜體后期松弛時(shí)，可滿足二次張拉），由2圈環(huán)梁、1個(gè)頂部平臺(tái)、膜體張拉系統(tǒng)組成，同時(shí)配置相應(yīng)的工作通道、吊掛系統(tǒng)。工程采用PVC膜材，膜屋面展開面積3660m2，全部在工廠加工成一個(gè)整膜體，到現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝。

為2001~2003年建設(shè)完成的南寧國際會(huì)議會(huì)展中心，建筑面積11萬m2。膜結(jié)構(gòu)支承體系為凈高48m的鋼結(jié)構(gòu)穹頂，上部外徑約為21m，內(nèi)徑約為13m；下部外徑約為72m，內(nèi)徑約為54m。采用PTFE膜材，外膜展開面積約9650m2，內(nèi)膜展開面積約3900m2。該項(xiàng)目是中國自行建造的第一個(gè)PTFE膜項(xiàng)目。

膜結(jié)構(gòu)建造起止時(shí)間為2010~2012年，建筑面積22000m2，PTFE膜材展開面積為15043 m2。主體膜結(jié)構(gòu)部分南北長約120m，劃分為36個(gè)脊谷式膜結(jié)構(gòu)單元；東西方向?qū)捈s54.5m，屋蓋頂面、東立面及西立面均由鋼索（脊索、谷索或外拉索）和剛性構(gòu)件（脊梁或下拉桿）圍成一系列的手風(fēng)琴式褶皺，局部采用雙層膜材。

　　膜結(jié)構(gòu)在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域是體育場(chǎng)。國內(nèi)第一個(gè)建成的體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)是1996年的上海八萬人體育場(chǎng)（圖2），由境外企業(yè)制作安裝。其后，膜結(jié)構(gòu)在體育場(chǎng)建筑中得到了非常廣泛的應(yīng)用。表4給出了國內(nèi)建成的大部分膜結(jié)構(gòu)體育場(chǎng)工程。以下介紹一些不同時(shí)期建成的典型體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)。

　　圖12所示的國家體育場(chǎng)鳥巢膜結(jié)構(gòu)[11-12]建造起止時(shí)間為2006~2008年。建筑面積25.8萬m2。屋蓋結(jié)構(gòu)的平面投影為橢圓形，長軸333m，短軸290m。體育場(chǎng)屋面膜結(jié)構(gòu)可分為屋面圍護(hù)膜，聲學(xué)吊頂膜。其中屋面圍護(hù)膜結(jié)構(gòu)采用單層ETFE膜材，約42000 m2，聲學(xué)吊頂膜采用單層PTFE膜材，約53000 m2。

　　盤錦體育場(chǎng)（圖13）建造起止時(shí)間為2012~2013年，建筑面積60570m2，PTFE膜材展開面積26000m2。體育場(chǎng)采用橢圓形馬鞍面布置，由X形內(nèi)外柱、三角形環(huán)桁架組成的鋼結(jié)構(gòu)提供外圍支撐，由內(nèi)環(huán)索、148根交叉形徑向吊索、72根徑向脊索、72根徑向谷索、膜邊索和PTFE膜材構(gòu)成整體張拉式索膜結(jié)構(gòu)屋面；篷蓋出挑距離東西看臺(tái)最大42m、南北看臺(tái)最大30m。環(huán)索為傾斜的馬鞍形。

上海閘北網(wǎng)球館膜結(jié)構(gòu)(圖14)建造起止時(shí)間為2002~2003年，建筑面積2000 m2，PVC膜材展開面積2750 m2。閘北網(wǎng)球館由網(wǎng)球場(chǎng)索膜結(jié)構(gòu)和附屬的框架組成，網(wǎng)球場(chǎng)平面尺寸38m×38m，附屬框架長38m、寬7m（雙層），網(wǎng)球館支承結(jié)構(gòu)為空間鋼管桁架，屋面和兩側(cè)墻部分采用膜作為圍護(hù)材料，其余部分為金屬墻面。

　　膜結(jié)構(gòu)建造起止時(shí)間為2005~2006年，建筑面積31520m2，PVC膜材展開面積45000m2。游泳館屋面投影面積約15000m2，呈類筒殼形,長210m,寬88.8m,鋼拱矢高13.08m。鋼拱交叉布置。應(yīng)建筑效果要求，鋼拱外露，拱之間覆蓋PVC膜片，膜面由谷索下壓形成凹凸有致的折板形狀。由于佛山地處華南，夏季氣溫很高，為減小能耗采用了雙層PVC膜，兩層膜之間氣囊厚度400~600mm。為滿足室內(nèi)游泳比賽的音響效果，在雙層PVC下還設(shè)置了一層PTFE吸音膜，故整個(gè)膜屋面一共有3層膜。

　　膜結(jié)構(gòu)建造起止時(shí)間為2010~2012年，建筑面積37000 m2，PTFE+PVC膜材展開面積8150 m2。屋面支承結(jié)構(gòu)體系為索穹頂，平面投影為圓形，直徑71.2m，采用Geiger型索穹頂。外環(huán)為鋼結(jié)構(gòu)周邊鋼桁架，放射狀的脊索從中心鋼環(huán)拉向周邊桁架的高點(diǎn)，將穹頂劃分為20個(gè)單元。在每兩道脊索中間設(shè)置一道谷索，谷索靠近環(huán)梁處增設(shè)兩道分叉索。從而將膜單元分隔成兩個(gè)區(qū)域：由脊索、谷索、分叉索、內(nèi)環(huán)組成的梯形區(qū)域，采用PTFE外膜；由分叉索，后谷索、環(huán)梁組成外三角區(qū)域，采用ETFE膜材。

　　南通體育場(chǎng)是國內(nèi)首個(gè)采用移動(dòng)屋面的多功能膜結(jié)構(gòu)建筑。自此之后，多功能移動(dòng)屋面膜結(jié)構(gòu)建筑逐漸得到了較多的應(yīng)用。表6列出了已經(jīng)建成的若干這類膜建筑，并詳細(xì)介紹兩個(gè)典型的移動(dòng)屋面膜結(jié)構(gòu)建筑。

　　上海旗忠森林體育城網(wǎng)球中心（簡稱旗忠網(wǎng)球中心，圖17）的膜結(jié)構(gòu)建造時(shí)間為2005年。屋蓋投影面積約1.6萬m2。網(wǎng)球場(chǎng)屋頂鋼結(jié)構(gòu)由兩部分組成：下部是W形大直徑鋼管焊接而成的桁架結(jié)構(gòu)形式的環(huán)梁，環(huán)梁總共有3道，每道環(huán)梁使用的主管直徑為φ914，重約2000t；上部由8片花瓣?duì)畹奈萆w組成，每片為呈網(wǎng)狀形的空間桁架結(jié)構(gòu)，重約200t，8片屋蓋可由驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)開啟和關(guān)閉，開啟一次大約需要7min 30s。屋蓋外屋面為金屬屋面，內(nèi)部部分采用內(nèi)膜覆蓋。內(nèi)外膜膜材均為PEFE材料。根據(jù)鋼管所劃分成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜每個(gè)花瓣劃分為69塊，形狀面積均不同。整個(gè)屋蓋共計(jì)552塊膜。

　　紹興縣體育中心體育場(chǎng)（圖18）的膜結(jié)構(gòu)建造起止時(shí)間為2011~2013年。建筑面積為77640 m2。體育場(chǎng)開合屋蓋由兩個(gè)單元塊組成，開啟面積12350 m2，為國內(nèi)目前開合面積最大的活動(dòng)屋蓋。鋼結(jié)構(gòu)主要包含固定屋蓋、活動(dòng)屋蓋和膜結(jié)構(gòu)鋼骨架，體育場(chǎng)固定屋蓋投影接近橢圓形，長軸方向長度為267m,短軸方向長度為206m，屋蓋外邊緣為四心圓?；顒?dòng)屋蓋采用平面桁架結(jié)構(gòu)，沿跨度方向共設(shè)置14道主桁架。除固定屋蓋、活動(dòng)屋蓋采用PTFE膜材外，圍繞墻面設(shè)置的外裝飾菱形框架也采用了PTFE膜材包裹，PTFE膜材展開面積為10萬m2。

　　1985年上海建成了最早的一個(gè)充氣膜結(jié)構(gòu)，1995年北京建成兩個(gè)充氣膜結(jié)構(gòu)。但這幾個(gè)膜結(jié)構(gòu)尺度較小，采用的膜材也不是具有較好耐久性能和力學(xué)性能的現(xiàn)代涂層復(fù)合膜材料，所以短期運(yùn)行后，屋面膜材都被拆除或被其他材料替換了。表7列出了2007~2013年國內(nèi)較早建成的一些充氣和氣承式膜結(jié)構(gòu)工程實(shí)例。

　　北京航空航天大學(xué)充氣囊體活動(dòng)式試驗(yàn)支持系統(tǒng)工程（簡稱北航實(shí)驗(yàn)室）是較具代表性的氣承式膜結(jié)構(gòu)（圖19），膜結(jié)構(gòu)建造時(shí)間為2010年，位于河北省秦皇島市昌黎漁島，北臨著名旅游景點(diǎn)“世界滑沙中心”，是專為發(fā)展中國航空事業(yè)而修建的超大型飛行試驗(yàn)基地。建筑面積3300 m2，采用國產(chǎn)PVC膜材，膜材展開面積（包括氣囊）為28000 m2。結(jié)構(gòu)體系由兩大部分組成：試驗(yàn)用主球體和通道。二者結(jié)構(gòu)體系相同，均為高壓氣囊和低壓氣承式組合充氣膜結(jié)構(gòu)，其中高壓氣囊為直徑達(dá)1.5~3m的弧形圓柱曲面，內(nèi)壓高達(dá)到10kPa，為整個(gè)膜面提供骨架支撐作用；低壓氣承式充氣膜為一單層膜面，內(nèi)壓僅為300Pa，起形成和維持膜面形態(tài)，二者相互作用共同受外部荷載作用。

　　國內(nèi)主辦的各類國際會(huì)展活動(dòng)中，很多建筑物均采用了膜結(jié)構(gòu)（表8）。其中，上海2010年世博會(huì)世博軸膜結(jié)構(gòu)是難度和規(guī)模最大的膜結(jié)構(gòu)工程。

　　上海世博會(huì)世博軸膜結(jié)構(gòu)的方案概念設(shè)計(jì)是德國SBA 事務(wù)所，其膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、檢測(cè)驗(yàn)收嚴(yán)格遵循國家和地方膜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這一工程，同濟(jì)大學(xué)進(jìn)行了包括結(jié)構(gòu)體系、材料、節(jié)點(diǎn)、連接件等系列的理論和試驗(yàn)研究，確保了工程的順利建設(shè)和安全運(yùn)行。這一項(xiàng)目的成功建成標(biāo)志了中國膜結(jié)構(gòu)技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

　　上海世博會(huì)中，日本館（圖20）無疑是最有意義的膜結(jié)構(gòu)，它采用輕鋼框架支承的雙層ETFE氣枕，高約24m，建筑面積約6000m。在國際上首次在ETFE氣枕中集成了非晶太陽能電池，其發(fā)電能力為20~30 kW。ETFE薄膜上涂有Ti02光催化涂層并附著柔性光伏太陽能薄膜。

　在1996~2005年的早期膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，PVC膜材因?yàn)槠湎鄬?duì)低廉的價(jià)格和易于安裝的特點(diǎn)占了絕對(duì)多數(shù)，唯一的例外是外方公司Birdair,Inc.設(shè)計(jì)和施工的上海八萬人體育場(chǎng)。但是，早期PVC材料無論其自潔性能還是耐久性能均不盡人意，在應(yīng)用10年左右后，大部分PVC膜結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)較差的表現(xiàn)：膜面臟污、泛黃、破損等。相比較而言，上海八萬人體育場(chǎng)膜面給人的感覺都是隨使用期的延長約來越白、越來越整潔。所以，近十多年以來，業(yè)主和建筑師越來越青睞PTFE膜材。

　　近幾年，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)成功研發(fā)和生產(chǎn)了PVC和PTFE膜材，隨著國產(chǎn)材料的應(yīng)用，進(jìn)口膜材特別是PTFE膜材的價(jià)格也得到了有效的抑制。相信隨著工程應(yīng)用的增多和技術(shù)的積累和發(fā)展，我國國產(chǎn)膜材質(zhì)量會(huì)很快趕上發(fā)達(dá)國家膜材。

　　自北京2008奧運(yùn)會(huì)游泳館“水立方”采用ETFT氣枕后，ETFT材料日益獲得了建筑師的興趣和關(guān)注。ETFE材料雖然非涂層織物類材料，但其具備與涂層織物膜材相類似的基本力學(xué)性能，其設(shè)計(jì)計(jì)算理論與方法與涂層織物類膜結(jié)構(gòu)相同。近十多年來，ETFE氣枕膜結(jié)構(gòu)在我國有較多的應(yīng)用，甚至在環(huán)境氣溫為-30℃的我國北方也有應(yīng)用實(shí)例。

　　膜材最重要的特點(diǎn)是材質(zhì)輕，這一特點(diǎn)決定了其最適宜采用輕型支承結(jié)構(gòu)體系。但盡管如此，早期國內(nèi)大型膜結(jié)構(gòu)建筑中很多仍然采用了重型鋼結(jié)構(gòu)桁架體系。隨著膜結(jié)構(gòu)的普及應(yīng)用，也客觀上推動(dòng)了我國索張拉結(jié)構(gòu)體系的研究、發(fā)展和應(yīng)用，這一點(diǎn)從表1中也可以明顯地觀察到。

　　移動(dòng)屋蓋多功能膜結(jié)構(gòu)

　　移動(dòng)屋蓋能夠滿足建筑物多功能的要求，可以使建筑物按需要成為體育場(chǎng)、體育館或展覽館等。輕質(zhì)覆蓋材料對(duì)于移動(dòng)屋蓋建筑物的節(jié)能和提高驅(qū)動(dòng)效率十分關(guān)鍵和重要，所以對(duì)移動(dòng)屋蓋而言，膜材無疑是其首選覆蓋材料。從這一角度出發(fā)，也可以認(rèn)為：正是因?yàn)槟げ牧系膽?yīng)用，促進(jìn)了移動(dòng)屋蓋建筑在我國的應(yīng)用和發(fā)展。顯然，隨著膜材料技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用，多功能移動(dòng)屋蓋類建筑在我國還有較大的發(fā)展和應(yīng)用前景。

　　氣承和充氣膜結(jié)構(gòu)

　　膜材料的獨(dú)特特點(diǎn)是其可以由空氣來支承。近年來，集成了充氣和氣壓控制系統(tǒng)的充氣和氣承膜結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用和發(fā)展十分迅速，其建造和運(yùn)維成本均比較低廉，我國每年都要建成十余座跨度或長度在200m左右的氣承式膜結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了教育、體育、環(huán)保、發(fā)電（堆煤）等眾多領(lǐng)域，一些專業(yè)承擔(dān)氣承式膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作安裝的企業(yè)也迅速崛起?？梢灶A(yù)期，氣承式膜結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展還有很大的空間和極好的前景。

　　膜結(jié)構(gòu)的研究、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)、修復(fù)和更換

　　我國膜結(jié)構(gòu)的研究始于20世紀(jì)90年代后期，過去20多年，膜結(jié)構(gòu)的研究從無到有，研究隊(duì)伍發(fā)展十分迅速，每年均有大量膜結(jié)構(gòu)方面的論文面世。至今，我國已經(jīng)頒布實(shí)施了一系列的國家團(tuán)體和地方膜結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，很多高校、研究單位研發(fā)了成套的膜結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)裝置和設(shè)備，在我國廣為使用的兩套膜結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件分別由上海交通大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)研發(fā)并維護(hù)。整體上，我國膜結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)趕上了國際先進(jìn)水平。近年來，膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域尚需深入研究的問題和熱點(diǎn)主要有兩個(gè)：膜材料（PVC、PTFE、ETFE等）的力學(xué)性能和模型（強(qiáng)度、彈性模量、時(shí)變、老化等）；膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)機(jī)理和風(fēng)荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法。前者主要依靠實(shí)驗(yàn)室的模型研究，后者主要依靠膜結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作。目前，國內(nèi)已有多個(gè)大型膜結(jié)構(gòu)工程安裝了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

　　早期采用PVC的大型膜結(jié)構(gòu)體育場(chǎng)近幾年不同程度地出現(xiàn)了局部損壞等現(xiàn)象，如青島頤中體育場(chǎng)、安徽蕪湖體育場(chǎng)等；采用PTFE的上海世博會(huì)世博軸也因頻繁變更用途、進(jìn)行改造，膜面也出現(xiàn)了較多的局部破損；也有像虹口足球場(chǎng)遭遇局部火災(zāi)、上海八萬人體育場(chǎng)因冰災(zāi)導(dǎo)致的膜面局部破壞事故等。在發(fā)展了二十多年后，膜結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、修復(fù)和更換問題已經(jīng)日益重要，需要引起膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)者更多的關(guān)注和重視。

　　在過去二十多年里，建筑膜結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用取得了爆發(fā)性增長，包含膜結(jié)構(gòu)的材料、設(shè)計(jì)、制作、安裝、檢測(cè)監(jiān)測(cè)等在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈也已發(fā)展形成。目前，我國已有數(shù)百家膜結(jié)構(gòu)專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，每年會(huì)建成大量的膜結(jié)構(gòu)建筑。膜結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)材料也從無到有，某些PVC和PTFE材料的技術(shù)水準(zhǔn)已經(jīng)接近國外材料，但這一領(lǐng)域相對(duì)而言仍然是我國膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的短板。與膜結(jié)構(gòu)發(fā)展相伴的是我國索支承結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的迅速發(fā)展，索穹頂、輪輻式索桁架、單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。多功能移動(dòng)屋蓋結(jié)構(gòu)也伴隨著膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展取得了較多應(yīng)用。

　　膜結(jié)構(gòu)在臺(tái)風(fēng)下的損毀也時(shí)常發(fā)生，許多研究者均在進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)致振動(dòng)研究，包括CFD數(shù)值模擬方法、風(fēng)洞試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等的工作均在開展，這一領(lǐng)域的研究任重道遠(yuǎn)，要取得能夠?qū)嵱玫拇_保膜結(jié)構(gòu)臺(tái)風(fēng)下安全的設(shè)計(jì)方法尚需許多研究者的努力。

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