淺談膜結構工程建筑的研究歷程

淺談膜結構工程建筑的研究歷程

德國是現代膜結構工程建筑的發源地，膜結構一開始是以帳篷的形式呈現出來，1946年，沃爾特·勃德造出半徑為7.5m用多普勒雷達防護罩。1961年，弗雷·奧托教授發表文章《帳篷》，并于1965年出版介紹膜結構的發現和研究的著作《Spanweiten》。膜結構工程建筑時代開始的標志是1970年日本大版世博會的空氣膜結構運用。1981年，特阿拉伯吉達國際機場建成，更大程度上體現張拉膜的結構功能和力學優勢以及獨特的視覺效果，張拉膜結構建筑被發現可以運用到比較嚴肅的建筑場所并不斷拓展。

20世紀80年代末90年代初，膜結構工程建筑迎來了發展的黃金時期，在大型體育場館的應用上取得較大成功。在慕尼黑安聯體育場采用了氣枕結構，取得令后人難以忽視的成功，堪稱一次教科書式應用。21世紀后，許多地區采用薄膜材料作為膜結構工程建筑物的材料。國外有許多學者研究ETFE并著有杰出成果，比如沃爾夫岡曾仔細研究并介紹利用ETFE氣枕作為屋蓋的設計和分析過程。弗洛里安·韋寧格曾關注過ETFE的性能、制作工藝并進行大量研究，他還進行過在雪荷載條件下ETFE氣枕的內部壓力情況的計算。

在中國，同濟大學的學者是更填補了我國關于膜結構知識的空白，他們于1980年開始實踐膜結構工程。20 世紀90年代初，有些涉及膜結構設計建造的公司逐漸成立，遺憾的是建造的膜結構建筑局限于臨時性或半長久性 。終于在1997年，上海8萬人體育場建成，這是膜結構在中國初次應用于大型長久性建筑中，彌補了之前我國膜結構工程建筑僅僅局限于非長久性的缺憾，自此我國進入大型膜結構實際應用階段。2008年，ETFE膜材在我國初次運用于大型建筑物，ETEF氣枕被用于建造水立方屋蓋和墻體，取得了巨大成功。雖然我國目前正積極進行膜結構工程建筑的研究，但在膜結構的力學性能、造型分析、找形分析等方面，與國外相比差距還是很大。