浅谈膜结构工程建筑的研究历程

浅谈膜结构工程建筑的研究历程

德国是现代膜结构工程建筑的发源地，膜结构一开始是以帐篷的形式呈现出来，1946年，沃尔特·勃德造出半径为7.5m用多普勒雷达防护罩。1961年，弗雷·奥托教授发表文章《帐篷》，并于1965年出版介绍膜结构的发现和研究的著作《Spanweiten》。膜结构工程建筑时代开始的标志是1970年日本大版世博会的空气膜结构运用。1981年，特阿拉伯吉达国际机场建成，更大程度上体现张拉膜的结构功能和力学优势以及独特的视觉效果，张拉膜结构建筑被发现可以运用到比较严肃的建筑场所并不断拓展。

20世纪80年代末90年代初，膜结构工程建筑迎来了发展的黄金时期，在大型体育场馆的应用上取得较大成功。在慕尼黑安联体育场采用了气枕结构，取得令后人难以忽视的成功，堪称一次教科书式应用。21世纪后，许多地区采用薄膜材料作为膜结构工程建筑物的材料。国外有许多学者研究ETFE并著有杰出成果，比如沃尔夫冈曾仔细研究并介绍利用ETFE气枕作为屋盖的设计和分析过程。弗洛里安·韦宁格曾关注过ETFE的性能、制作工艺并进行大量研究，他还进行过在雪荷载条件下ETFE气枕的内部压力情况的计算。

在中国，同济大学的学者是更填补了我国关于膜结构知识的空白，他们于1980年开始实践膜结构工程。20 世纪90年代初，有些涉及膜结构设计建造的公司逐渐成立，遗憾的是建造的膜结构建筑局限于临时性或半长久性 。终于在1997年，上海8万人体育场建成，这是膜结构在中国初次应用于大型长久性建筑中，弥补了之前我国膜结构工程建筑仅仅局限于非长久性的缺憾，自此我国进入大型膜结构实际应用阶段。2008年，ETFE膜材在我国初次运用于大型建筑物，ETEF气枕被用于建造水立方屋盖和墙体，取得了巨大成功。虽然我国目前正积极进行膜结构工程建筑的研究，但在膜结构的力学性能、造型分析、找形分析等方面，与国外相比差距还是很大。