膜結(jié)構(gòu)是由高強薄膜材料及加強構(gòu)件通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預張應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,其研究和應用得到眾多相關科研人員的重視和青睞。
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))得到廣泛的應用,由于其屋蓋矢高較低導致雨雪的累積,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用于體育、展覽、文化、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個領域。