膜结构的未来发展？

1917一个叫兰彻斯特的美国人建议用新发明的电动鼓风机把膜布吹起来，使之成为野战医院。和很多专利申请一样，这只是一个想法，并没有真正成为可供使用的产品。

1946年，一个叫沃尔特·贝尔德的人为美军制造了一个直径为15m的圆形充气天线罩，可以保护雷达不受天气影响，让无线电波畅通无阻地通过，从而将这项相隔19年的专利付诸实践。由此衍生出一种新的工业。1956后在美国成立了50多家膜结构公司，制造各种膜结构产品，用作体育设施、展览场馆、器材仓库、轻工业厂房等等。然而，许多不幸的事件都是由于设计不良、生产粗糙或业主维护不当造成的，大多数工厂都倒闭了。

1960期间，德国斯图加特大学的Frey Otto先生分别在1962和1965发表了膜结构的研究成果，并与帐篷厂商合作制作了一些帐篷膜结构和索结构，其中最引人注目的是1967年蒙特利尔世博会的西德馆，这在欧洲，尤其是65438-0968年，来自美国纽约的建筑师Brody和来自哥伦比亚的David Geiger教授共同获得了大阪世博会美国馆的设计权。最初2500万美元的资金一次次减少到250万美元，这个设计团队承受了巨大的挑战。在穷则变，变则通的情况下，在基地挖一个大坑，周围堆废土，上面浇上混凝土压圈，圈上固定钢丝网，再在钢丝网上固定膜布，充气，就做成了一个9290㎡的展厅。在1968和1987之间，有八个室内体育馆就是这样设计和建造的。

在大阪世博会上，盖革成功地向世界介绍了气承式膜结构的新设计技术，但在得到建筑工程界的一致认可后，却面临着所用膜材料的问题。这种膜材料的寿命只有7 ~ 8年。在太阳紫外线和风雨的相互作用下，膜布会变硬、变脆、变碎，失去结构性能。只有使用好的膜布材料，这种大跨度的屋顶才能成为永久性建筑。就在这时，美国福特基金会下属的教育设施实验室给了盖革一笔钱，用于开发这种永久性建筑膜。在盖革公司的领导下，与美国杜邦公司、康宁玻璃纤维公司、贝尔德建筑公司、化纤织造公司一起，开发了永久性结构膜。该产品制造成功。化纤公司先将康宁公司提供的玻璃纤维整合，然后织成布纱。用硅橡胶浸泡后，先制成不透水的坯布，再快速多次放入聚四氟乙烯溶液中，使坯布两面均匀涂上聚四氟乙烯，一种永久性的聚四氟乙烯膜正式诞生。在加速气候实验后，确定了其物理稳定性，Geiger公司设计了各种结构配件，并确定了建造不同性能膜结构的设计程序。堪萨斯城的建筑师约翰·西弗(John Seaver)率先使用了这一产品，并在加州拉芬(La Fern)建造了一个学生活动中心。此外，吉平还在1973圣克罗拉加州分校建设了气承式游泳池(活动屋顶)和学生活动中心。从此，永久膜结构正式在美国流行起来。

1.关于结构膜，一般钢屋盖都是由桥支撑的屋面板，上面覆盖着防水隔热层，这些屋面材料不受结构力的作用。而膜结构中的膜本身承受着包括风压和温度应力在内的活荷载，膜既是盖又是结构的一部分。按材料分类，结构薄膜有两种:1)平面非织造薄膜:由各种塑料在加热液化状态下挤出的薄膜，有不同的厚度、透明度和颜色，最常见的是聚乙烯薄膜。还有聚乙烯和聚氯乙烯热熔后制成的复合膜，具有很强的抗紫外线和自洁性，使用寿命可从7年延长到15年。这种膜由于抗拉强度小，自身跨度小，属于半结构膜材料。2)编织合成膜:市场中心用涤纶纱编织，两面涂PVC树脂，再用热熔法覆盖一层聚氟乙烯膜制成复合膜，使用寿命由7年延长至15年。由于布芯抗拉强度高，可用于多种张拉型结构，跨度8m-10m。很多品牌都是美国、日本、法国等国家生产的。2.与上述结构膜组合的几种膜结构可以归为以下几类:1)纯钢拱结构采用传统的梁柱体系，屋盖为圆拱，柱梁间距一般在8m左右。2)最简单的两种膜结构，混凝土结构主体和钢拱，可根据平面形状变化，如方形、菱形等，拱间距根据所用膜材料强度、设计荷载、风力等确定。3)混凝土主体结构和钢索脊向上弯曲，位于膜布下，谷索向下弯曲，位于膜上。两种钢索反方向弯曲后，引起方向相反的垂直力，使膜市场受到垂直张力，膜布中的水平张力由直接张力形成。4)混凝土主体结构加钢柱5)张力帐篷膜结构6)大型(跨度200m以上)气承式膜结构可以用扁钢索和膜布做成大跨度巨型屋盖。这种建筑具有结构简单、施工方便、经济效益高、免维护等优点。但由于需要常年保持封闭，进出不便，所以不再修建，但仍不失为一种良好的结构形式。由于膜结构需要精确的设计和剪裁才能达到理想的效果，大卫和盖革与同事麦克、马克·麦克和哥大的约瑟夫·莱特一起开发了非线性索计算程序，为空中支撑的大型膜屋盖的工程设计奠定了基础。从1973到1978，全世界建造了12个大型室内空气支撑膜结构体育馆。与同时建成的其他体育馆相比，这些膜结构体育馆不仅造价低廉，而且建造速度快。