膜結構發展歷程

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　　1970年日本大阪萬國博覽會中凈空尺寸為 140m×83.5m的美國館是世界上跨度非常大的膜結構，自此以后，膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建筑中， 膜結構在世界范圍內有了迅猛的發展。

　　1975年建成的美國龐提亞克的"銀色穹頂"氣承式空氣，膜結構，平面尺寸234.9m×183m;1981年的沙特阿拉伯吉大機場候機大廳懸掛膜結構，占地42萬m²;

　　1988年的漢城奧運會體操館與擊劍館;2000年的倫敦"千年穹"都以其獨特的 膜結構造型及超前的設計，顯示了膜結構建筑技術與材料科學的發展水平。

　　據考證，帳篷是遠古時代人類理想的居所，開始完全用天然材料構筑，如用獸皮、樹皮等作帷幕，用石材、樹干等作支承，逐漸發展為天然合成材料，如棉紗、毛紡、帆布等?，F代膜結構則發展為使用鋼材、鋁合金、木材等作結構件，用精細化工織物膜或氟化物薄膜作為覆蓋帷幕。

　　膜結構發展可概括為兩個方面：膜材發展和膜結構體系發展，兩者相互依存、互為促進。膜材發展推動膜結構的發展與廣泛應用，并促進新的結構體系誕生;反過來，新的膜結構體系和技術發展，促進新型膜材技術的發展與應用。

　　膜材主要是隨現代精細化工科技的進步而不斷發展。早期的膜材，以聚氯乙烯為表面涂層、聚酯纖維為基布的膜材為主，現稱C類膜(PVC/PES)，建筑與結構受力性能不理想。同時，以玻璃纖維為基布氯丁橡膠為涂層膜和棉紗天然纖維膜亦有較少應用。

　　1960年代，玻璃纖維織物膜技術廣泛發展，并在較大范圍應用，但表面涂層材料仍為聚乙烯基類(現稱為B類膜)。膜材強度較高、模量大、徐變小，但建筑自潔性、耐久性仍不理想。同期，c類膜材制造技術不斷進步，結構與建筑特性逐漸改善。

　　1970年代初，具有優異建筑性能的聚四氟乙烯(化學名FIFE，商品名Teflon，1938)表面涂層材料由NASA研制成功，同時B紗、DE紗玻璃纖維織物膜技術日趨成熟，使得以玻璃纖維為基布PTFE為涂層的現代織物膜材問世，現稱A類膜，并開始工程應用[z]。新型聚酯類纖維(Kevla等)不斷被研制，氟化物涂層逐漸應用在c類膜。日本大阪世博會(EXPO’70)為膜結構發展提供了契機。因日本多地震，且展館多位于軟土地基，因此，展館宜采用輕結構體系。由DavidGei—get完成結構設計的美國館，建成了大跨低輪廓(小矢高)氣承式膜，平面為139mx78m橢圓，B類膜。

　　1980年代，由于航天科技發展與需求，精細化工技術發展，氟化物纖維(PTFE、FEP、PFA等)、碳纖維(CF)、聚酯纖維(PBO、PET等)等織物膜相繼研制問世，這些膜材具有高強、高比強、高模量、耐強輻射、耐原子氧化、性態穩定，但目前主要應用于航空航天、半導體電子工業等特殊領域，很少應用在建筑工領域。

　　1917年，英國人W.Lanehester發明了一種充氣膜作為野外醫院建筑屋面，這是一種安裝便捷、造價經濟的屋面體系，但他本人并未建成。

　　1946年，美國人WalterBird建成現代充氣膜結構，多譜勒雷達穹頂(DopplerRadome)，直徑15m，矢高18.3m，采用以玻璃纖維為基布氯丁二烯橡膠為涂層的膜材。1950-1970年間，相繼在美國、德國等地建造大量類似穹頂，跨度直徑達到60mt。

　　1972-1984年，由David Geiger設計，Birdair公司在美國建成銀色穹頂(SilverDome，220mxl59m)等7座大型氣承式膜結構，但多數膜穹頂被證明難以有效抵抗惡劣氣候條件而維持正常使用。1985年，銀色穹頂因強風和暴雪幾乎完全毀壞。

　　1988年，日本建成東京穹頂(ToykoDome)。雖然氣承式膜結構技術達到了一個新的臺階，但之后世界各地再也沒建造大型氣承式公共膜建筑。氣承式膜結構在索穹頂體系出現之前，創造了一段大跨建筑的輝煌發展史。

　　A類膜材發展趨勢：提高柔韌性、改善制成工藝、使用環保材料、增加性價比。c類膜材發展趨勢：研制新型高性能合成纖維、改善基布編織工藝、提高受力穩定性，研制新型環保涂層材料，提高建筑自潔性、耐久性。

　　新型膜材及其應用技術研究是膜結構發展的基石。氟化物熱塑性薄膜(ET-FE、THV、FEP等)、相應織物膜材問世和應用技術的解決，促進了新的膜結構技術的發展。