膜結(jié)構(gòu)設(shè)施的昨天
膜結(jié)構(gòu)是由高強薄膜材料及加強構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)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90年代在我國興起,以其新穎而簡約的形態(tài)、高強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。
中國建筑科學(xué)研究院教授藍天回顧了膜結(jié)構(gòu)在中國的10年發(fā)展歷程以及成立中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會的過程。藍天說,隨著膜結(jié)構(gòu)在我國的廣泛應(yīng)用,急需一個行業(yè)組織對行業(yè)進行管理、組織學(xué)術(shù)交流,而當(dāng)時的日本、澳大利亞都建立了膜結(jié)構(gòu)協(xié)會。
據(jù)膜結(jié)構(gòu)協(xié)會藍天介紹,鑒于當(dāng)時的國情,有識之士認為最簡便和快速的辦法是在中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會的基礎(chǔ)上成立一個膜結(jié)構(gòu)的專業(yè)組織。2002年12月6日,中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會正式成立,會議討論并通過了中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會工作條例。
藍天說,膜結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展難免魚龍混雜,很多單位無法分清企業(yè)技術(shù)水平的高低,“試行膜結(jié)構(gòu)會員級別制”是中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會成立伊始就有的想法。但是,在中國,行業(yè)的資質(zhì)是由政府管理的,在多次與有關(guān)主管部門反映無果的情況下,中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會參考國外行業(yè)協(xié)會經(jīng)驗,提出了等級會員這一管理辦法,并受到企業(yè)的積極支持。自2003年5月啟動膜結(jié)構(gòu)企業(yè)等級會員資質(zhì)工作以來,截至目前,中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會共有79個等級會員,其中一級12個、二級26個、三級41個。由于會員等級需要定期進行復(fù)評,會員們都按照更高的標(biāo)準(zhǔn)來提高管理水平和技術(shù)水平,從而使中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會能有效地進行行業(yè)管理。據(jù)劉毅介紹,中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會是在藍天的倡議下成立的。
膜結(jié)構(gòu)設(shè)施的今天
很多人都知道“水立方”是膜結(jié)構(gòu)工程的代表,其實,作為2008年奧運會開、閉幕式場館的“鳥巢”也是膜結(jié)構(gòu)工程的一個代表。曾擔(dān)任2008工程建設(shè)指揮部辦公室副主任的王剛對中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會在奧運工程建設(shè)期間給予的幫助表示了由衷的感謝。王剛表示,北京市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會將大力支持鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展。
據(jù)上海交通大學(xué)土木工程系教授龔景海介紹,早在20世紀60年代~80年代,扁氣承式膜結(jié)構(gòu)屋蓋在美國、日本、加拿大等國家(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:第一,經(jīng)濟性。充氣膜結(jié)構(gòu)造價低廉,尤其用于大跨度、地質(zhì)條件差的情況更具價格優(yōu)勢。充氣膜結(jié)構(gòu)是用唯一免費的空氣做支撐結(jié)構(gòu),省去傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剛性支撐費用;充氣膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)也只是承受膜體的上浮力,對地基承載力無任何要求。且單位造價不隨跨度的增大而增加,是超大空間最經(jīng)濟的解決方案。膜材料本身具有自潔、高強、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)膜材料是免維護的;即便在使用過程中有局部破損,很容易修補且無需費用。第二,施工周期短。膜結(jié)構(gòu)從設(shè)計到施工僅需1個月~2個月便可完成,且大部分是在工廠完成,現(xiàn)場安裝僅需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)×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)場到幾個足球場大的面積。第四,可以整體移動。充氣膜結(jié)構(gòu)很容易進行拆卸和安裝,便于整體移動。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。用于具有揚塵、有毒氣體等儲存?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)代時尚。膜結(jié)構(gòu)從膜材料到設(shè)計安裝科技含量很高,被譽為21世紀的建筑,代表著建筑的高科技;膜結(jié)構(gòu)時尚、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)形式不可比擬的獨特優(yōu)點,目前在我國被廣泛應(yīng)用于體育、展覽、文化、工業(yè)、農(nóng)業(yè)及軍事等領(lǐng)域。
膜結(jié)構(gòu)的明天
中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會理事長張毅剛通過對2012年韓國麗水世博會、2012年英國倫敦奧運會、2014年將在巴西舉辦的世界杯場館建設(shè)分析認為,膜結(jié)構(gòu)將不斷拓寬其應(yīng)用范圍。
據(jù)張毅剛介紹,韓國麗水世博會國際館屋蓋造型的寓意為麗水的海浪與島嶼,采用鋼結(jié)構(gòu)骨架支承膜結(jié)構(gòu)。屋面上共有11個“島嶼”、7個不同大小形狀。其中,最小的是14米×14米×5.3米,重約95千克;最大的22米×18米×7.8米,重約203千克。張毅剛說,屋面上的“島嶼”既是造型,同時在其內(nèi)部設(shè)有通風(fēng)口,其擔(dān)負了展廳的自然通風(fēng)的任務(wù),其內(nèi)外均采用半透明的二氧化鈦PVC膜覆蓋。
薛素鐸就中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會第三屆專業(yè)委員會今后的工作提出7個想法:一是規(guī)范并完善膜結(jié)構(gòu)等級會員制度;二是推進項目經(jīng)理管理工作,通過開展相關(guān)的培訓(xùn)工作提高項目經(jīng)理的管理、技術(shù)水平;三是完善技術(shù)規(guī)程,適時開展工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的編制工作;四是進一步加強膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)研討工作;五是積極開展專業(yè)人才的培養(yǎng),利用高校和企業(yè)搭建平臺;六是進一步加強中鋼協(xié)膜結(jié)構(gòu)委員會的技術(shù)咨詢服務(wù),滿足行業(yè)需求;七是積極配合2013年中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會成立20周年的活動,并設(shè)立膜結(jié)構(gòu)專題會場,總結(jié)交流膜結(jié)構(gòu)的歷史、發(fā)展、未來。
膜結(jié)構(gòu)設(shè)施的昨天今天和明天
來源:沈陽膜結(jié)構(gòu) 時間:2020-06-20