膜結(jié)構(gòu)是由高強(qiáng)薄膜材料及加強(qiáng)構(gòu)件通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式,其造型非常優(yōu)美靈活。膜結(jié)構(gòu)自20世紀(jì)90年代在我國(guó)興起,以其新穎而簡(jiǎn)約的形態(tài)、高強(qiáng)的材料性能和極輕的自重,確立了其在建筑結(jié)構(gòu)中的重要地位,其研究和應(yīng)用得到眾多相關(guān)科研人員的重視和青睞。
早在20世紀(jì)60年代~80年代,扁氣承式膜結(jié)構(gòu)屋蓋在美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)家(地區(qū))得到廣泛的應(yīng)用,由于其屋蓋矢高較低導(dǎo)致雨雪的累積,從而引起局部甚至整體坍塌的事故。此后,人們采用了大矢高使雨雪迅速滑落的類筒形或球形充氣式膜結(jié)構(gòu),并得到了廣泛的應(yīng)用。
龔景海說,由于充氣式膜結(jié)構(gòu)是唯一使用了免費(fèi)的建筑材料——空氣作為支撐結(jié)構(gòu),與其它結(jié)構(gòu)形式相比充氣膜結(jié)構(gòu)具有以下7大特點(diǎn):
第一,經(jīng)濟(jì)性。充氣膜結(jié)構(gòu)造價(jià)低廉,尤其用于大跨度、地質(zhì)條件差的情況更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)。充氣膜結(jié)構(gòu)是用唯一免費(fèi)的空氣做支撐結(jié)構(gòu),省去傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剛性支撐費(fèi)用;充氣膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)也只是承受膜體的上浮力,對(duì)地基承載力無任何要求。且單位造價(jià)不隨跨度的增大而增加,是超大空間最經(jīng)濟(jì)的解決方案。膜材料本身具有自潔、高強(qiáng)、耐久、耐火等性能,根據(jù)選用不同的膜材,使用年限在10年~30年之間,使用期限內(nèi)膜材料是免維護(hù)的;即便在使用過程中有局部破損,很容易修補(bǔ)且無需費(fèi)用。
第二,施工周期短。膜結(jié)構(gòu)從設(shè)計(jì)到施工僅需1個(gè)月~2個(gè)月便可完成,且大部分是在工廠完成,現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需10天~15天。
第三,大跨度、大空間。目前,膜結(jié)構(gòu)可做成300米(長(zhǎng))×150米(寬)×50米(高)的連續(xù)無柱大空間,可覆蓋從高爾夫練習(xí)場(chǎng)到幾個(gè)足球場(chǎng)大的面積。
第四,可以整體移動(dòng)。充氣膜結(jié)構(gòu)很容易進(jìn)行拆卸和安裝,便于整體移動(dòng)。
第五,氣密性能好。膜材料是由布基、聚酯涂層和面層組成,因此膜材料本身具有很好的氣密性和水密性。用于具有揚(yáng)塵、有毒氣體等儲(chǔ)存?zhèn)}及處理車間,具有很好的環(huán)保性能。
第六,節(jié)能環(huán)保。膜材料是具有一定透光率的材料,白天使用可不用人工照明;采用雙層膜加保溫材料組成的膜結(jié)構(gòu)具有很好的保溫隔熱性能,是常規(guī)建筑能耗的1/3左右。膜材料本身可以回收利用,在建造和拆除過程中幾乎沒有建筑垃圾和環(huán)境污染。
第七,現(xiàn)代時(shí)尚。膜結(jié)構(gòu)從膜材料到設(shè)計(jì)安裝科技含量很高,被譽(yù)為21世紀(jì)的建筑,代表著建筑的高科技;膜結(jié)構(gòu)時(shí)尚、優(yōu)美和現(xiàn)代,往往能得到意想不到的建筑景觀效果。由于充氣膜結(jié)構(gòu)具有其它建筑結(jié)構(gòu)形式不可比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),目前在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于體育、展覽、文化、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。