近几年国际上有三个较大的活动：2012年5月韩国丽水世博会，2012年7月英国伦敦奥运会，以及将于2014年举行的巴西世界杯，围绕这些活动兴建了许多工程，其中不乏优秀的膜结构工程。同时，国际壳体与空间结构学会（IASS）在不到一年的时间召开了两次大会：2011年9月IABSE-IASS 伦敦大会上，交流了约800篇论文，2012年5月IASS-APCS首尔大会上交流了约300篇论文。2012年年初，国际工业织物协会（IFAI）2011年度33个获奖项目颁布。笔者收集了其中有特点的膜结构工程、项目以及关于膜结构的研究，从中可以看出膜结构的发展趋势。

一、大型工程应用如火如荼

1、张拉式膜结构

美国休斯顿米切尔表演艺术中心是Horst Berger的收官之作，是典型的张拉式膜结构。1990 年建成的该项目仅3000 席位， 2009 年5月经过改扩建，达到6000 个席位。

图1米切尔表演艺术中心

沙特阿拉伯麦加DoKEEP大厦七栋大楼顶的连体帐篷结构总面积15000 m ²，帐篷里包含私人房间、 酒店设施及食肆等，是典型的张拉式膜结构。这样成片的高层楼顶应用张拉式膜结构还很少见，工程难度主要是在300米高空的安装。

图2 麦加DoKEEP大厦

2、骨架支承式膜结构

巴西萨尔瓦多的新水源球场（Fonte Nova），建于1951年。为迎接巴西世界杯进行改建，56000座，屋面采用28000 m2 PTFE膜材。

图3 新水源球场

巴西东南部贝洛奥里藏特的米内罗球场（Mineirao），建于1965年。此次翻新改建为66805座，屋面采用13000m2 TiO2/PTFE膜材。

图4米内罗球场

巴西2014年世界杯在建足球场的报道不多，从收集到的资料看还有翻新改建的里约热内卢87101座的马拉卡纳球场（Maracana）和巴西南方阿雷格里港50287座的何塞 · 皮涅罗 （Jose Pinheiro Borda）河滨竞技场也采用了膜结构。

图5 马拉卡纳球场 图6何塞·皮涅罗河滨竞技场

韩国晋州体育场采用悬挑桁架加拱形檩条支承膜覆盖。该体育场2010年6月韩国全国运动会时建成，可容纳20000人。该工程的特点是采用了三种膜材：膜屋面包括 72个单元，内部屋顶（田径场侧）采用半透明 TS-PTFE膜；主屋面（看台）采用PTFE膜；墙面采用PTFE网格膜以便通风和声音吸收。

图7 晋州体育场

3、索系支承式膜结构

伦敦奥林匹克体育场在奥运和残奥期间是80000 座位的体育场，赛后转换成一个25000 座位的体育场。人字形柱支承外压缩环桁架，内张力环采用索，其间辐射布置双层径向索形成索网，上覆112片PVC膜材张紧形成罩蓬，是典型的索系支承式膜结构。灯塔A形柱立在内张力环主索上，设后稳定索和环向稳定索。

图8 伦敦奥林匹克体育场

阿根廷拉普拉塔足球场2003年开放使用，当时已完成屋面环梁。 平面为85 m半径相交的两个圆圈，中心距 48 m，提供两个足球俱乐部分享，故称“双星穹顶”，53000座席。2009年启动穹顶的建设，周边压缩环采用三角形钢桁架( 9 m宽、高13 m ），每侧通过泰氟龙滑动轴承释放支承的径向位移，以减小温度应力。索穹顶上弦径向索联方形布置，第一环增加了径向索，下弦三道环向索。索定长，用两个临时塔架，逐环安装，屋面覆盖PTFE。由于常用的PTFE只有16%的透明度，不足以确保天然草生长，首次采用新膜材 UltraLUX，透明度为24%，但拉伸强度171 kg/cm，略低5%。已完成两个外圈屋面的覆盖，2011年2月进行了2011年美洲杯的揭幕战。

图9 拉普拉塔足球场

4、空气支承式膜结构

韩国忠州世界武术节剧场（2011年9月）由14个桁架柱支撑屋顶，三角形管桁架组成椭圆状压缩环。屋面采用透镜型PTFE气囊，面积30m×53m。气囊内部内部5m高，体积5630m3，内压350Pa。用索在气囊上部和下部作加劲，短向7根Φ24索，长向4根Φ24索，上弦考虑落雪长向不设。上下索之间考虑φ12 联系索，可减小压缩环受力。这个结构跨度不大，但可取的是尝试了直接用气囊做屋盖结构的一种新形式。

图10 忠州世界武术节剧场

美国新泽西某校园充气馆58m宽，117m长，24m高。全天候用于足球、 和曲棍球，包括四条跑道。采用交叉索网系统，可以提供结构稳定。据报道可承受强台风和8kN/m2的雪，值得关注。用自动控制系统保持温度。夏天可轻松撤下，冬天重新安装。

图11 新泽西某校园充气馆

（作者：张毅刚）

更多内容见《钢结构》2013.11期

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转自：钢结构-公众号