我國對(duì)膜結(jié)構(gòu)的研究和應(yīng)用起步較晚,與世界先進(jìn)水平相比,無論在材料、設(shè)計(jì)還是施工方面,還存在著較大的差距。自1995年以來,應(yīng)用日益增多。
薄膜結(jié)構(gòu)在我國最早涉獵此領(lǐng)域的是天津大學(xué)吳健生教授,建筑科學(xué)研究院藍(lán)天教授以及同濟(jì)大學(xué)和哈建大的學(xué)者們。經(jīng)過十幾年的探索取得了一定的科研成果,為膜結(jié)構(gòu)在我國的廣泛應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。同時(shí),天津大學(xué)劉錫良教授和同濟(jì)大學(xué)的學(xué)者們對(duì)張拉整體體系也較早地給予了關(guān)注,并對(duì)此作了較為深入的研究,為索彎頂?shù)拈_發(fā)應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。近年來,北京、天津等地也相繼成立了不少膜結(jié)構(gòu)開發(fā)公司,為膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供了安裝制作的物質(zhì)技術(shù)條件。目前影響我國膜結(jié)構(gòu)應(yīng)用的因素主要有三點(diǎn):一是膜材料,其耐久、耐火、自潔、透光、隔熱等方面性能與國外膜材料相差甚遠(yuǎn);二是沒有開發(fā)出商業(yè)性的膜結(jié)構(gòu)分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),膜結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)的理論還不夠成熟和完善;三是人們的思想觀念守舊,認(rèn)為建筑是百年大計(jì),用輕飄柔軟的膜代替鋼筋混凝土似乎有點(diǎn)不可思義,殊不知采用膜結(jié)構(gòu)好比穿衣服,過了十年二十年之后,會(huì)有更好更便宜的膜材料。相信膜結(jié)構(gòu)在我國若得到各方人士的更多關(guān)心和支持,隨著膜結(jié)構(gòu)分析CAD系統(tǒng)的開發(fā)和膜材料的不斷完善,在不久的將來一定會(huì)迅速得到廣泛應(yīng)用,造福于人民,向世界展示我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與成就,提高我國建筑業(yè)的聲譽(yù)與威望。
在我國最早開始膜結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐方面嘗試的是同濟(jì)大學(xué)。1980年,同濟(jì)大學(xué)為上海工業(yè)展覽館設(shè)計(jì)了一棟圓柱形氣承式結(jié)構(gòu)展廳,此展廳為圓柱形,長(zhǎng)27米,直徑巧.4米。膜材為“9531”雙面涂層織物。其基材為尼龍織物,涂層為聚乙烯類樹脂。但是該結(jié)構(gòu)無論是材料還是設(shè)計(jì)理論與制造工藝都與國外七十年代的發(fā)展水平相去甚遠(yuǎn)。目前從事膜結(jié)構(gòu)研究的單位主要有中國建筑科學(xué)研究院,哈爾濱工業(yè)大學(xué),同濟(jì)大學(xué),浙江大學(xué),東南大學(xué),河海大學(xué),天津大學(xué)等研究對(duì)象主要是充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu),研究的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理,結(jié)構(gòu)外形及初始平衡形狀判定方法,結(jié)構(gòu)的靜力及動(dòng)力分析,膜材的裁剪技術(shù)和施工工藝等。并進(jìn)行了膜材的力學(xué)特性試驗(yàn)、膜結(jié)構(gòu)的初始形狀確定、非線性靜力分析、剪裁分析及試驗(yàn)等研究。近年來又有一些高校對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)和風(fēng)洞試驗(yàn)、薄膜結(jié)構(gòu)考慮滑移問題以及張拉膜結(jié)構(gòu)的支承體系及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等方面進(jìn)行了有意義的研究。通過查閱文獻(xiàn)資料,發(fā)現(xiàn)國內(nèi)介紹膜結(jié)構(gòu)的概念及應(yīng)用的文獻(xiàn)己有多篇,分別從不同的側(cè)面介紹了膜結(jié)構(gòu)的概念、工作機(jī)理、分析設(shè)計(jì)要點(diǎn)、施工、維護(hù)、管理和優(yōu)越性等方面。
我國膜結(jié)構(gòu)在近十年里得到了飛速發(fā)展,全國各地有不少在建和已建成的膜結(jié)構(gòu)場(chǎng)館,膜結(jié)構(gòu)小品在城市廣場(chǎng)、公園和小區(qū)景觀建設(shè)中已有較多應(yīng)用,各大高校和建筑研究單位也己經(jīng)開展對(duì)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究工作,我國在膜結(jié)構(gòu)的開發(fā)上己具備一定的技術(shù)儲(chǔ)備。但是,國內(nèi)目前膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還存在很多不確定性,有待于進(jìn)一步研究,建成的膜結(jié)構(gòu)很多在不同程度上都存在著一定的問題,例如有褶皺或施工時(shí)無法保證設(shè)計(jì)者的意圖等,也有一些工程建成不久就在風(fēng)或雪荷載作用下發(fā)生破壞,甚至在施工過程中就遭損壞,這些工程都還有待于時(shí)間的檢驗(yàn)。目前,國內(nèi)膜結(jié)構(gòu)研究中存在的問題主要集中于裁剪和施工方面,所以有必要對(duì)膜材的切削分析和施工控制體系等方面存在的諸多問題進(jìn)行深入詳盡的研究。
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