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據(jù)考證，帳篷是遠(yuǎn)古時(shí)代人類(lèi)最早的居所，開(kāi)始完全用天然材料構(gòu)筑，如用獸皮、樹(shù)皮等作帷幕，用石材、樹(shù)干等作支承，逐漸發(fā)展為天然合成材料，如棉紗、毛紡、帆布等。現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)則發(fā)展為使用鋼材、鋁合金、木材等作結(jié)構(gòu)件，用精細(xì)化工織物膜或氟化物薄膜作為覆蓋帷幕。

　　 膜結(jié)構(gòu)發(fā)展可概括為兩個(gè)方面：膜材發(fā)展和膜結(jié)構(gòu)體系發(fā)展，兩者相互依存、互為促進(jìn)。膜材發(fā)展推動(dòng)膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，并促進(jìn)新的結(jié)構(gòu)體系誕生；反過(guò)來(lái)，新的膜結(jié)構(gòu)體系和技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)新型膜材技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

　　 1．1．1膜材發(fā)展概況

　　 膜材主要是隨現(xiàn)代精細(xì)化工科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展。早期的膜材，以聚氯乙烯為表面涂層、聚酯纖維為基布的膜材為主，現(xiàn)稱C類(lèi)膜(PVC／PES)，建筑與結(jié)構(gòu)受力性能不理想。同時(shí)，以玻璃纖維為基布氯丁橡膠為涂層膜和棉紗天然纖維膜亦有較少應(yīng)用。

　　 1960年代，玻璃纖維織物膜技術(shù)得到發(fā)展，并在較大范圍應(yīng)用，但表面涂層材料仍為聚乙烯基類(lèi)(現(xiàn)稱為B類(lèi)膜)。膜材強(qiáng)度較高、模量大、徐變小，但建筑自潔性、耐久性仍不理想。同期，c類(lèi)膜材制造技術(shù)不斷進(jìn)步，結(jié)構(gòu)與建筑特性逐漸改善。

　　 1970年代初，具有優(yōu)異建筑性能的聚四氟乙烯(化學(xué)名FIFE，商品名Teflon，1938)表面涂層材料由NASA研制成功，同時(shí)B紗、DE紗玻璃纖維織物膜技術(shù)日趨成熟，使得以玻璃纖維為基布PTFE為涂層的現(xiàn)代織物膜材問(wèn)世，現(xiàn)稱A類(lèi)膜，并開(kāi)始工程應(yīng)用[z]。新型聚酯類(lèi)纖維(Kevla等)不斷被研制，氟化物涂層逐漸應(yīng)用在c類(lèi)膜。

　　 1980年代，由于航天科技發(fā)展與需求，精細(xì)化工技術(shù)發(fā)展，氟化物纖維(PTFE、FEP、PFA等)、碳纖維(CF)、聚酯纖維(PBO、PET等)等織物膜相繼研制問(wèn)世，這些膜材具有高強(qiáng)、高比強(qiáng)、高模量、耐強(qiáng)輻射、耐原子氧化、性態(tài)穩(wěn)定，但目前主要應(yīng)用于航空航天、半導(dǎo)體電子工業(yè)等特殊領(lǐng)域，很少應(yīng)用在

建筑工程領(lǐng)域。

　　 A類(lèi)膜材發(fā)展趨勢(shì)：提高柔韌性、改善制成工藝、使用環(huán)保材料、增加性價(jià)比。c類(lèi)膜材發(fā)展趨勢(shì)：研制新型高性能合成纖維、改善基布編織工藝、提高受力穩(wěn)定性，研制新型環(huán)保涂層材料，提高建筑自潔性、耐久性。

　　 新型膜材及其應(yīng)用技術(shù)研究是膜結(jié)構(gòu)發(fā)展的基石。氟化物熱塑性薄膜(ET-FE、THV、FEP等)、相應(yīng)織物膜材問(wèn)世和應(yīng)用技術(shù)的解決，促進(jìn)了新的膜結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展[9,11]。

　　 雖然目前有眾多膜材應(yīng)用于膜建筑，但以玻璃纖維(B、DE紗)為基布PT-邢為涂層的A類(lèi)膜材和以聚酯纖維為基布聚乙烯基類(lèi)為涂層(PVC類(lèi)，主要為PVDF／PVF／Acrylie)的C類(lèi)膜材仍然被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的建筑膜材。

　　 LL2 膜結(jié)構(gòu)體系發(fā)展概況

　　 隨建筑制作安裝技術(shù)、計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)數(shù)值分析理論與方法的發(fā)展，膜結(jié)構(gòu)體系不斷演變進(jìn)化，包括充氣膜、張拉膜、以及新型膜結(jié)構(gòu)體系。

　　 (1)氣承式充氣膜

　　 1917年，英國(guó)人W．Lanehester發(fā)明了一種充氣膜作為野外醫(yī)院建筑屋面，這是一種安裝便捷、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的屋面體系，但他本人并未建成[2]。

　　 1946年，美國(guó)人WalterBird建成第一個(gè)現(xiàn)代充氣膜結(jié)構(gòu)，多譜勒雷達(dá)穹頂(DopplerRadome)，直徑15m，矢高18．3m，采用以玻璃纖維為基布氯丁二烯橡膠為涂層的膜材。1950-1970年間，相繼在美國(guó)、德國(guó)等地建造大量類(lèi)似穹頂，最大直徑達(dá)到60mt[2,4]。

　　 1970年，日本大阪世博會(huì)(EXPO’70)為膜結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了契機(jī)。因日本多地震，且展館多位于軟土地基，因此，展館宜采用輕結(jié)構(gòu)體系。由DavidGei—get完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的美國(guó)館，首次建成了大跨低輪廓(小矢高)氣承式膜，平面為139mx78m橢圓，B類(lèi)膜。

　　 1972-1984年，由David Geiger設(shè)計(jì)，Birdair公司在美國(guó)建成銀色穹頂(SilverDome，220mxl59m)等7座大型氣承式膜結(jié)構(gòu)，但多數(shù)膜穹頂被證明難以有效抵抗惡劣氣候條件而維持正常使用。1985年，銀色穹頂因強(qiáng)風(fēng)和暴雪幾乎完全毀壞。

　　 1988年，日本建成東京穹頂(ToykoDome)。雖然氣承式膜結(jié)構(gòu)技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的臺(tái)階，但之后世界各地再也沒(méi)建造大型氣承式公共膜建筑[2,4,10]。

　　 氣承式膜結(jié)構(gòu)在索穹頂體系出現(xiàn)之前，創(chuàng)造了一段大跨建筑的輝煌發(fā)展史。

　　 (2)氣囊式充氣膜

　　 與氣承式充氣膜在大跨建筑取得的成就相比，氣囊式充氣膜對(duì)膜建筑發(fā)展以及對(duì)大跨建筑的貢獻(xiàn)顯得“渺小”。EXPO’70日本富士館為氣囊拱構(gòu)成屋面.