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       膜結(jié)構(gòu)建筑在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)十年，國(guó)內(nèi)近幾年才開始逐漸進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域。在建筑中使用的膜材料主要有 PE、 PVDF、 FRP、 MTBF、 PVC、 TPU等，其造價(jià)低廉、施工簡(jiǎn)便、質(zhì)量可靠，其應(yīng)用于公共建筑已有近40年歷史。目前，膜結(jié)構(gòu)已在國(guó)內(nèi)許多重要建筑中得到應(yīng)用，例如北京首都體育館的膜結(jié)構(gòu)建筑，上海虹橋機(jī)場(chǎng)航站樓膜結(jié)構(gòu)工程、天津?yàn)I海會(huì)展中心膜結(jié)構(gòu)工程等，國(guó)內(nèi)北京798藝術(shù)區(qū)、天津?yàn)I海新區(qū)、上海世博會(huì)場(chǎng)館等工程都選用了膜結(jié)構(gòu)作為建筑主材。從結(jié)構(gòu)形式來(lái)看：膜結(jié)構(gòu)是建筑藝術(shù)中使用頻率最高、應(yīng)用范圍最廣的一種結(jié)構(gòu)形式了！它作為一種新技術(shù)及新材料在建筑結(jié)構(gòu)中得到了成功應(yīng)用以后，在其發(fā)展過(guò)程中一直處于探索、研究和創(chuàng)新之中。

（圖）人們?cè)谀そY(jié)構(gòu)建筑下休息

       一、膜結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)介

       膜結(jié)構(gòu)是一個(gè)開放的空間，是一個(gè)多功能的空間，它能適應(yīng)不同的需要，也是一個(gè)開放的空間，這種空間的特性可以用來(lái)劃分為開放空間和封閉空間，同時(shí)又具有開放空間和封閉空間雙重特征，兩者之間存在著某種程度的反差或者說(shuō)是相互轉(zhuǎn)化。這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使得建筑具有了一定的彈性結(jié)構(gòu)作用。如果把所有的鋼構(gòu)件都設(shè)置成張拉或者是受力分析圖可以把這種結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)不同類型。在一般情況下，我們把有一定跨度的空間結(jié)構(gòu)分為懸空結(jié)構(gòu)（空域）和無(wú)梁房屋兩種（另見(jiàn)表1)。膜結(jié)構(gòu)作為一個(gè)建筑形式有很多種可能。從形式上來(lái)說(shuō)最為常見(jiàn)的是膜材料分為兩種：聚乙烯膜材料和聚氯乙烯(PVC)膜材料；在應(yīng)用上主要有鋼骨架和無(wú)骨架兩種類型；還有一種叫做鋼索結(jié)構(gòu)的形式被廣泛推廣使用。它既有鋼框架結(jié)構(gòu)形式又有混凝土結(jié)構(gòu)形式以及玻璃結(jié)構(gòu)形式。

       二、膜結(jié)構(gòu)工程現(xiàn)狀

       中國(guó)國(guó)內(nèi)目前已建成的膜結(jié)構(gòu)工程中，最大的膜結(jié)構(gòu)建筑為上海虹橋機(jī)場(chǎng)航站樓膜結(jié)構(gòu)工程，建筑面積近3萬(wàn)平方米，總高度47米，由21個(gè)圓形建筑和36個(gè)半圓形屋面組成，整個(gè)建筑由4300平方米中空鋼架組成，它被布置在空中而又不受阻礙。其外型如同一只展翅欲飛的蝴蝶，造型美觀大方。因此在該機(jī)場(chǎng)投入使用后一直受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注[3]。該建筑為國(guó)內(nèi)第一座大型航站樓膜形式工程——北京首都體育館也是我國(guó)迄今為止最大的室內(nèi)建筑項(xiàng)目之一（總建筑面積約13萬(wàn)平方米）。在工程施工過(guò)程中，為了最大限度地節(jié)約能源并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)又確保工程質(zhì)量是工程安裝過(guò)程中的重中之重。目前國(guó)內(nèi)膜機(jī)構(gòu)主要有以下幾種形式：第一種是通過(guò)將建筑設(shè)計(jì)與生產(chǎn)相結(jié)合的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑產(chǎn)品高質(zhì)量的追求；第二種方式是將膜結(jié)構(gòu)工程中所使用的材料作為建筑材料來(lái)加工制造為建筑產(chǎn)品：使用 FRP、 PE以及 PVC進(jìn)行生產(chǎn)加工制作薄膜等材料；第三種是采用自動(dòng)化生產(chǎn)加工技術(shù)來(lái)完成膜材料包裝和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)材料的要求低一部分；第四種方式是采用專業(yè)生產(chǎn)膜結(jié)構(gòu)專用設(shè)備進(jìn)行膜材施工技術(shù)。其中膜結(jié)構(gòu)制造是將膜材料貼合在框架結(jié)構(gòu)上進(jìn)行支撐并在一定形狀下產(chǎn)生力結(jié)構(gòu)并作為整個(gè)框架結(jié)構(gòu)而不需要其他結(jié)構(gòu)部件。

       三、膜結(jié)構(gòu)工程優(yōu)缺點(diǎn)分析

       膜結(jié)構(gòu)建筑具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，是世界上最先進(jìn)的結(jié)構(gòu)形式之一，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)有近40年的歷史。它不僅能夠滿足建筑物的基本要求，而且還能夠滿足日益增長(zhǎng)的需求。膜材本身具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕的特性。因此，這一技術(shù)不僅被應(yīng)用在民用建筑中，而且還被一些特殊行業(yè)所采用。此外，膜材與混凝土結(jié)構(gòu)相比，其強(qiáng)度高3~4倍，承載能力大增，其結(jié)構(gòu)自重輕40%~60%,因此具有很大的潛力，是現(xiàn)代建筑工業(yè)化技術(shù)的理想構(gòu)件之一。在目前的膜材工業(yè)中，使用 FRP膜結(jié)構(gòu)主要用于大型建筑物。FRP是一種聚合物材料，它在化學(xué)穩(wěn)定性上比 PE （聚乙烯）更優(yōu)越一些; PVDF膜比 PVC耐高溫性能好；由于具有良好的延展性；所以一般不被水壓損壞；熱熔性好（相對(duì)密度小),并且它具有良好的耐腐蝕性（耐酸堿、防腐蝕）。另外還有個(gè)重要的特點(diǎn)可以減少碳排放量。對(duì)于建筑材料來(lái)說(shuō)：通常情況下使用聚乙烯或者聚烯烴材料的聚合物具有更好的耐熱性；同時(shí)由于分子鏈中存在較多官能團(tuán)，其具有更高的韌性和較低重量比。這也就使得其可以非常適合用于大跨度建筑的設(shè)計(jì)與施工中來(lái)代替鋼材作為建筑結(jié)構(gòu)的主材；可以節(jié)省大量材料（當(dāng)然它也有著相當(dāng)一部分對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響）。

       四、膜結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量要求：

       在施工中要嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)圖紙要求，在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量檢查，驗(yàn)收制度，確保工程施工質(zhì)量。要確保施工人員持證上崗，合理安排施工人員的施工時(shí)間，保證在較短的時(shí)間內(nèi)完成所有的工程目標(biāo)。另外要保證施工環(huán)境下滿足施工要求和功能要求，滿足使用要求的設(shè)計(jì)效果與工程的技術(shù)方案要合理確定，尤其是在膜結(jié)構(gòu)所用材料應(yīng)盡量經(jīng)濟(jì)和實(shí)惠。必須根據(jù)施工工程特點(diǎn)選擇使用施工工藝、施工質(zhì)量控制點(diǎn)體系應(yīng)與工藝規(guī)程緊密結(jié)合。如果膜材發(fā)生破損時(shí)及時(shí)修補(bǔ)或更換就可以達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的。由于膜材不能承受荷載作用所以需采用特殊的支撐力或加強(qiáng)荷載與結(jié)構(gòu)主體之間相互作用方式來(lái)滿足結(jié)構(gòu)所需要，一般都是依靠膜材本身剛度來(lái)產(chǎn)生約束的作用，而支撐點(diǎn)主要起到連接作用！

       五、膜結(jié)構(gòu)工程需注意的問(wèn)題：

       建筑材料的選擇及設(shè)計(jì)非常重要，好的設(shè)計(jì)能給工程帶來(lái)很多的便利，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一定的危險(xiǎn)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)膜結(jié)構(gòu)建筑的要求進(jìn)行合理的選擇，以保證其安全可靠的性能。其次，要充分考慮建筑物周圍的自然環(huán)境條件，做到環(huán)境保護(hù)。目前國(guó)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)還處于研究階段，目前國(guó)內(nèi)膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在很大程度上還是以國(guó)外為主。但隨著國(guó)家環(huán)保意識(shí)的提高和人們生活水平的不斷提高，我國(guó)將大力發(fā)展膜材料產(chǎn)業(yè)，并且膜結(jié)構(gòu)將會(huì)更加得到發(fā)展和完善！隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)工業(yè)水平也在不斷提升。我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展日新月異，對(duì)于建筑、建材等方面均提出了新的要求；同時(shí)對(duì)于環(huán)境保護(hù)也提出了更高要求。