國外膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展介紹

   膜結(jié)構(gòu)起始于遠(yuǎn)古時代游牧民族用獸皮作的帳逢。20世紀(jì)50年代，德國學(xué)者FreiOto首先將聚脂纖維織物為基材，面層復(fù)合聚氯藝烯樹脂類材料制造出的工程膜材料（英文縮寫PVC)，用在建筑結(jié)構(gòu)物中。FreiOtto創(chuàng)造性地應(yīng)用“皂泡理論”模擬膜的表面張力形態(tài)，對膜結(jié)構(gòu)進行受力分析及設(shè)計。

1957年，建于德國科隆的聯(lián)邦庭園博覽會舞蹈場的遮陽篷，是采用這個理論設(shè)計，最早將形態(tài)與力學(xué)融為一體的工程實例。此后，在德國舉辦的方國博覽會上使用的臨時性展覽館建筑與設(shè)施，大量地采用了具有工程承載力概念的膜結(jié)構(gòu)體系，現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)工程從此得到了發(fā)展。自前經(jīng)多次改進PVC工程膜材料的PVC工程膜材料，仍然應(yīng)用在臨時性的建筑結(jié)構(gòu)物上。但是從嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)受力來說，膜結(jié)構(gòu)始于1970年日本大阪博覽會上的一座氣承式膜結(jié)構(gòu)的美國館。

  20世紀(jì)的70年代，人們以玻璃纖維為基材，面層復(fù)合上四氟聚脂類材料研制成永久性建筑膜材料聚四氟乙烯(PTFE，又稱特氟?。?。這種膜材除具有良好的力學(xué)和抗老化性能外，最為稱道的是材料的表面具有自活性，落上的灰塵易被麗水沖刷干凈。

1973年建成的美國南加州大學(xué)LaVerne（路易斯安娜）分校的學(xué)生活動中心，是最早的采用PTFE膜材料的建筑工程。該建筑到2001年為正已使用了28年，經(jīng)跟蹤檢測，其PTFE膜材的質(zhì)量仍基本如初，力學(xué)性能和材料的老化率比預(yù)想要好得多。

   美國著名的結(jié)構(gòu)工程大師DavidGeiger已故）和HorstBerger在過去的30年中，以他們?yōu)槭?，在北美建造了大量的膜結(jié)構(gòu)工程。早期應(yīng)用工程膜建造的大跨度結(jié)構(gòu)物的彎頂，多采用室內(nèi)超壓充氣的結(jié)構(gòu)體系，即充氣膜穹頂。80年代后期，兩位大師開始研究和設(shè)計基干張力結(jié)構(gòu)體系的索膜結(jié)構(gòu)，即張拉膜結(jié)構(gòu)。最具代表性的亞特蘭大奧運會主館屋蓋（GeorgiaDome)，采用了索膜穹頂結(jié)構(gòu)。

最近，他們開始采用張弦梁結(jié)構(gòu)，這種大跨度套頂結(jié)構(gòu)的上弦采用鋼管網(wǎng)架替代索網(wǎng)，克服了索和纜繩為主材料構(gòu)成的索穹頂結(jié)構(gòu)變形大需要提供巨大的初期張力和外圍結(jié)構(gòu)的負(fù)載大的弱點，從而改善了大跨度結(jié)構(gòu)物的變形和整體應(yīng)力分布的合理性。除此之外，還出現(xiàn)了由J.Schlaich提案的輪形張力結(jié)構(gòu)體系。