该项目属于土木建筑领域。钢筋混凝土壳体结构具有受力性能优、安全性高和耐久性好等特点，适用于储料仓、体育馆、展览馆、办公楼等大跨度工业及公共建筑，但其建造过程曲面成型困难，需搭建大量异形模板和支撑，存在拼装难度大、工期长、效率低、造价高等问题。气膜钢筋混凝土壳体结构是以聚氨酯加强的充气膜结构作为模板，采用喷射混凝土施工形成的钢筋混凝土壳体结构，良好地解决了传统钢筋混凝土壳体结构建造的以上问题。然而，该类结构设计和施工存在气膜模板成型精度要求高、施工过程结构变形和混凝土喷射质量难控制等技术瓶颈，制约了该类结构在我国的应用和发展。因此，研发气膜钢筋混凝土结构体系，突破设计与施工关键技术，具有重大理论意义和工程应用价值。该项目在国家自然科学基金和中煤集团重点科技创新项目的持续资助下，经过近十年产学研深度研究，攻克了气膜钢筋混凝土壳体结构设计与施工技术难题，取得了重大科技创新成果：1、气膜模板精确成型技术。首次建立气膜模板精确成型初始形态分析方法，以及裁剪与精确成型一体化新技术，创新性提出模拟膜材焊缝的等效膜面刚度法。建成国内最大跨度气膜钢筋混凝土壳体结构的成型精度达到0.1%，远高于美国气膜钢筋混凝土壳技术标准中3%的精度要求。2、施工过程分析与控制技术。突破混凝土分层喷射施工过程模拟、变形监测与控制技术，率先解决了喷射混凝土精确施工控制难题，避免了壳壁局部凹陷事故发生。建成了世界最大曲率半径（52.4m）气膜钢筋混凝土扁壳结构。3、精细施工工艺与施工装备成套技术。首创了国内气膜模板-聚氨酯-喷射混凝土施工、恒定内压控制、空气质量监测与净化等精细施工工艺。研制了系列配套施工装备和创新应用技术，生产效率提高2倍以上。4、设计与施工标准化技术。建立了基于三层板模型的气膜钢筋混凝土壳体结构设计新方法，率先开发了气膜钢筋混凝土壳体结构设计与施工标准化技术，已被纳入我国首部气膜钢筋混凝土壳体结构设计和首部施工与验收标准。该项目已获授权发明专利10项、实用新型45项、部级工法1项、软件著作权3项，发表SCI/EI论文37篇，主编我国第一部《气膜钢筋混凝土结构设计规范》和第一部《气膜钢筋混凝土结构施工与验收规范》，参编我国和上海市工程建设标准4部，培养博士后、博士和硕士55名，获得第九届中国技术市场金桥奖。自主设计和建造了世界最大跨度气膜钢筋混凝土扁壳结构（跨度46.46m）和国内最大跨度气膜钢筋混凝土球仓（跨度71.3m），关键技术还应用于国内最大跨度充气膜结构（跨度145m）和国内最大跨度的车辐式索桁架体育场（跨度239.63m）。近3年新增产值11.9亿元，新增利润2.1亿元，打破了国外技术垄断，填补了国内空白，取得了显著社会和经济效益，具有广阔的应用前景。根据专家组鉴定等客观评价，该项目技术成果总体达到国际先进水平，其中气膜模板成型技术达到国际领先水平。