膜結構建筑已成一種成熟的結構體系
現代意義上的膜結構起源于20世紀初。1917年英國人W.Lanchester提出了用鼓風(fēng)機吹帳篷布用作野戰醫院的設想，并申請了專(zhuān)利。但當時(shí)這個(gè)發(fā)明只是一種構想。直到1946年，該專(zhuān)利的第一個(gè)產(chǎn)品才正式問(wèn)世，這就是Watler Bird為美國軍方設計制作的一個(gè)直徑15M的球形充氣雷達罩。1957年他又將自家的游泳池罩在了一個(gè)充氣膜結構中，并在美國的生活雜志上作了介紹，從此這種結構形式開(kāi)始被世人知曉。他的Birdair公司在20世紀60年代已能用當時(shí)的膜材建造跨度在60m以上的充氣膜結構了。
20世紀50年代，德國建筑師Otto創(chuàng )立了預應力膜結構理論，并在帳篷制造公司的支持下王城了一系列張拉膜結構。Otto的第一個(gè)現代張拉膜結構是1955年為德國聯(lián)邦園藝博覽會(huì )設計的一個(gè)臨時(shí)性音樂(lè )臺。1957年他又為另一屆聯(lián)邦園藝博覽會(huì )設計了更復雜的場(chǎng)館入口挑篷及音樂(lè )臺。隨后，Otto將張拉索-膜結構技術(shù)又向前推進(jìn)一步，把索網(wǎng)引入張拉膜結構中，1967年設計完成的加拿大Montreal博覽會(huì )的德國館就是其中以例。該結構平面變化極為自由，索網(wǎng)屋面或支或掛在11根布置靈活的桅桿上。那高聳的桅桿，變化的曲面以及那富有機械技術(shù)表現力的節點(diǎn)形式給人以強烈的藝術(shù)感染力，使其成為20世紀最具有影響的建筑之一；德國館的成功也使建筑師Otto享譽(yù)世界。繼德國館之后，1972年他與Behnisch合作完成的Munich奧林匹克中心為其又一力作。該結構的形式與德國館類(lèi)似，不過(guò)，在該設計中他解決了柔性索網(wǎng)屋面與剛性玻璃幕墻的連接構造問(wèn)題，使游泳館成為全封閉的室內空間。這兩個(gè)設計向人們展示了柔性張拉結構極其豐富的藝術(shù)表現力，也使得Otto成為膜結構技術(shù)的先驅者。
膜結構的第一次集中展示并引起社會(huì )廣泛關(guān)注與興趣的是在1970年日本大阪萬(wàn)國博覽會(huì )上。由于日本是個(gè)多地震國家，且博覽會(huì )會(huì )址的地址條件較差，各國建筑師與工程師便紛紛選擇了膜結構這種自重輕，抗震性能好，施工速度快且形態(tài)各異的結構形式作為臨時(shí)展館，如巨大而扁平的美國館，彩虹狀的富士館，蘑菇形的休息大廳，云一樣的節日廣場(chǎng)等。后來(lái)人們普遍認為這次博覽會(huì )是薄膜結構系統的，商業(yè)的向外界展示的開(kāi)始，是建筑業(yè)的一次革命。猶如1851年倫敦博覽會(huì )上水晶宮向人們展示工業(yè)化時(shí)代建筑的來(lái)臨一樣，該次博覽會(huì )表明柔性結構體系已成為一種重要的空間結構形式，并展示出了其廣泛的應用前景。
博覽會(huì )上由建筑師Davis，Brody與工程師David Geiger設計的美國館是一個(gè)橢圓形式的充氣膜結構，139m*78m無(wú)柱大廳的屋面由32根沿對角線(xiàn)交叉布置的鋼索和膜布索覆蓋。整個(gè)工程只用不到10個(gè)月時(shí)間就完成了，該設計不僅表現了膜結構非凡的跨越能力，而且表現了其優(yōu)良的經(jīng)濟性。
博覽會(huì )上另一個(gè)具有代表性的建筑師日本的富士館。它采用的是氣肋式膜結構，該館平面為圓形，直徑50m，由16根直徑4m，長(cháng)78m的拱形肋圍成，氣肋間每隔4m用寬500mm的水平系帶把它們環(huán)箍在一起。中間氣肋呈半圓拱形，端部氣肋向圓形平面外突出，最高點(diǎn)向外突出7m。它也是迄今為止建成的最大的氣肋式充氣膜結構。
索膜建筑經(jīng)歷了半個(gè)世紀的發(fā)展，現已成為一種成熟的結構體系。它把結構邏輯與技術(shù)手段作為建筑藝術(shù)表現的基礎，達到了更高層次上的建筑與技術(shù)的統一。由于能充分利用取之不盡的太陽(yáng)能源，薄膜結構必將成為21世紀“綠色建筑體系”的寵兒。隨著(zhù)膜材性能及再利用技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，新的結構形式的不斷發(fā)展，索膜建筑還將展示出更為強大的生命力。
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