En 1917, un estadounidense llamado Lanchester sugirió usar un soplador eléctrico recién inventado para volar la tela de la membrana y convertirla en un hospital de campaña. Como muchas solicitudes de patente, esto fue solo una idea y nunca se convirtió en un producto utilizable.
En 1946, un hombre llamado Walter Baird construyó una cúpula inflable circular de 15 m de diámetro para el ejército estadounidense, que podía proteger el radar de las inclemencias del tiempo y permitir que las ondas de radio pasaran sin obstáculos, así lo reveló este joven de 19 años. La patente se puso en práctica. De esto surgió una nueva industria. Después de 1956, se establecieron más de 50 empresas de estructuras de membranas en los Estados Unidos para fabricar diversos productos de estructuras de membranas para su uso en instalaciones deportivas, recintos de exposiciones, almacenes de equipos, plantas industriales ligeras, etc. Sin embargo, muchos incidentes desafortunados fueron causados por un diseño deficiente, una producción de mala calidad o un mantenimiento inadecuado por parte de los propietarios, y la mayoría de las fábricas cerraron.
Durante la década de 1960, el Sr. Frey Otto de la Universidad de Stuttgart en Alemania publicó resultados de investigaciones sobre estructuras de membranas en 1962 y 1965 respectivamente, y colaboró con fabricantes de tiendas de campaña para producir algunas estructuras de membranas y estructuras de cables, entre otras. cuál el más llamativo El primero fue el Pabellón de Alemania Occidental en la Exposición Universal de Montreal en 1967, que fue muy popular en Europa, especialmente en 65438-0968, cuando Brody, un arquitecto de Nueva York, EE. UU., y el profesor David Geiger de Colombia obtuvo en conjunto los derechos de diseño del Pabellón Americano en la Exposición Universal de Osaka. La financiación inicial de 25 millones de dólares se redujo a 2,5 millones de dólares una y otra vez, y el equipo de diseño resistió el enorme desafío. Cuando la pobreza conduce al cambio y el cambio conduce a la generalización, cava un gran hoyo en la base, amontona tierra de desecho a su alrededor, vierte un anillo de presión de concreto sobre él, fija la malla de alambre de acero en el círculo y luego fija la tela de membrana en el acero. malla de alambre, se infla y se convierte en una sala de exposiciones de 9290㎡. Entre 1968 y 1987, se diseñaron y construyeron ocho estadios cubiertos de esta manera.
En la Exposición Mundial de Osaka, Geiger presentó con éxito al mundo la nueva tecnología de diseño de estructuras de membranas sustentadas por aire. Sin embargo, después de que fuera reconocida unánimemente por la comunidad de ingenieros de la construcción, enfrentó problemas con los materiales de las membranas. usado. La vida útil de este tipo de material de membrana es de sólo 7 a 8 años. Bajo la interacción de los rayos ultravioleta del sol, el viento y la lluvia, la tela de la membrana se volverá dura, quebradiza y rota, y perderá sus propiedades estructurales. Sólo mediante el uso de buenos materiales de membrana se pueden convertir estos tejados de grandes luces en edificios permanentes. En ese momento, el Laboratorio de Instalaciones Educativas de la Fundación Ford le dio a Geiger una suma de dinero para desarrollar esta membrana arquitectónica permanente. Bajo el liderazgo de Geiger Company, junto con DuPont, Corning Fiberglass Company, Baird Construction Company y Chemical Fiber Weaving Company, se desarrollaron membranas estructurales permanentes. El producto fue fabricado con éxito. La empresa de fibras químicas primero integra las fibras de vidrio proporcionadas por Corning y luego las teje para formar hilos de tela. Después de remojar en caucho de silicona, primero haga una tela gris impermeable y luego colóquela rápidamente en la solución de politetrafluoroetileno muchas veces para que ambos lados de la tela gris queden cubiertos uniformemente con politetrafluoroetileno. Nace oficialmente una membrana de politetrafluoroetileno. Después de experimentos climáticos acelerados para determinar su estabilidad física, Geiger diseñó varios accesorios estructurales y determinó procedimientos de diseño para construir estructuras de membrana con diferentes propiedades. El arquitecto de Kansas City, John Seaver, fue pionero en su uso y construyó un centro de estudiantes en La Fern, California. Además, Jiping también construyó una piscina con gas (techo habitable) y un centro de actividades estudiantiles en la Universidad Estatal de California en Santa Clara en 1973. Desde entonces, las estructuras de membranas permanentes se han vuelto oficialmente populares en los Estados Unidos.
1. En cuanto a las membranas estructurales, generalmente los techos de acero son paneles de techo sostenidos por puentes y cubiertos con capas impermeables y aislantes térmicas. Estos materiales para techos no se ven afectados por las fuerzas estructurales. La propia membrana en la estructura de la membrana soporta cargas vivas, incluida la presión del viento y el estrés térmico. La membrana es a la vez una cubierta y parte de la estructura. Según la clasificación de los materiales, existen dos tipos de películas estructurales: 1) Película plana no tejida: Películas extruidas de diversos plásticos en estado calentado y licuado, con diferentes espesores, transparencia y colores, la más común es la película de polietileno. También hay una película compuesta hecha de polietileno termofusible y cloruro de polivinilo, que tiene una fuerte resistencia a los rayos UV y propiedades de autolimpieza, y su vida útil se puede extender de 7 a 15 años. Este tipo de membrana es un material de membrana semiestructural debido a su pequeña resistencia a la tracción y su pequeña envergadura. 2) Membrana sintética tejida: el centro de mercado se teje con hilo de poliéster, se recubre con resina de PVC en ambos lados y luego se cubre con una capa de película de fluoruro de polivinilo utilizando un método de fusión en caliente para hacer una membrana compuesta. La vida útil se extiende desde. 7 años a 15 años. Debido a la alta resistencia a la tracción del núcleo de tela, se puede utilizar en una variedad de estructuras tensadas con una luz de 8 a 10 m.
Muchas marcas se producen en Estados Unidos, Japón, Francia y otros países. 2. Varias estructuras de membrana combinadas con las membranas estructurales anteriores se pueden clasificar en las siguientes categorías: 1) Las estructuras de arco de acero puro adoptan el sistema tradicional de vigas y columnas, el techo es un arco de medio punto y la distancia entre columnas y vigas generalmente es de aproximadamente 8m. 2) Las dos estructuras de membrana más simples, el cuerpo principal de la estructura de hormigón y el arco de acero, se pueden cambiar según la forma del plano, como cuadrado, diamante, etc., y el espacio entre los arcos se determina según la resistencia del material de la membrana. utilizado, carga de diseño, fuerza del viento, etc. 3) La estructura de hormigón principal y la cresta del cable de acero se doblan hacia arriba y se ubican debajo de la tela de la membrana, y los cables del valle se doblan hacia abajo y se ubican sobre la membrana. Después de que los dos cables de acero se doblan en direcciones opuestas, causan fuerzas verticales en direcciones opuestas, sometiendo la tela de la membrana a tensión vertical. La tensión horizontal en la tela de la membrana se forma mediante tensión directa. 4) Estructura principal de hormigón más columnas de acero 5) Estructura de membrana de tienda de tensión 6) La estructura de membrana portadora de aire a gran escala (que abarca más de 200 m) puede utilizar cables planos de acero y tela de membrana para crear techos gigantes de luces largas. Este tipo de edificio tiene las ventajas de una estructura simple, una construcción conveniente, una alta eficiencia económica y no requiere mantenimiento. Sin embargo, debido a que debe mantenerse cerrado todo el año y es incómodo entrar y salir, ya no se construye, pero sigue siendo una buena forma estructural. Debido a que las estructuras de membrana requieren un diseño y una adaptación precisos para lograr el efecto deseado, David y Geiger, junto con sus colegas Mike y Mark Mack, y Joseph Wright de Columbia, desarrollaron un programa de cálculo de cables no lineales para tendidos de diseño de ingeniería de cubiertas de casas de membrana a gran escala con soporte aéreo. la fundación. De 1973 a 1978, se construyeron en todo el mundo 12 estadios interiores de gran escala con estructura de membrana sustentada por aire. En comparación con otros gimnasios construidos al mismo tiempo, estos gimnasios con estructura de membrana no sólo son de bajo costo, sino también rápidos de construir.