近年來在中國建筑 結構中也有長足的進展。 大阪萬國博覽會中的美國館采用了氣承式空氣 膜結構。這個擬橢圓形、軸線尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上個大跨度的 膜結構，而且是采用了聚(PVC)涂層的玻璃纖維織物。 作為一種真正的現代工程結構，大阪萬國博覽會的展覽館標志著 膜結構時代的開始。自此以后， 膜結構在世界范圍內得到了迅猛的發(fā)展。 從跨度來說,美國的"銀色穹頂"氣承式空氣 膜結構的平面有234.9m×183m，開始采用聚四(PTFE)涂層的玻璃纖維織物，類似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來說,沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的懸掛膜結構占地42萬m2。 作為 膜結構一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城的體操館與擊劍館，其后又在一些體育建筑中得到推廣。 千年穹頂以其獨特的 膜結構，顯示了當今建筑技術與材料科學的發(fā)展水平。目前國內有好多廠家都能生產有PVC涂層聚酯織物，但其性能尚未能完全達到建筑織物的要求，作為建筑用的性材料尚需進一步提高。據悉最近有些公司正在試制有PVDF面層的聚酯織物和PTFE玻璃纖維織物，外觀與性能都大有改進。 近一段時間來，國外媒體表現出了對中國建筑設計前所未有的關注。2005年12月23日的美國《》評選出了中國新建筑奇跡，包括北京奧體主會場、國家游泳中心、北京首都國際機場、上海世界中心、國家大劇院、中央電視臺、上海崇明東灘生態(tài)城、當代MOMA、長城腳下的公社、東海大橋(上海)。 其中地處北京的建筑就有七家之多�！爸袊鸩匠蔀楫斀裼袆�(chuàng)意性建筑和工程設計的舞臺。”中國建筑事業(yè)的發(fā)展,正在為今日最建筑及工藝技術創(chuàng)造一個舞臺。報道首先分析了中國新建筑崛起的經濟原因和外部環(huán)境。文章說，當全球矚目北京2008年時，不單是世界上最快以及實力的運動員們正在為爭取榮譽而加緊努力,，新一代的創(chuàng)新建筑也正在北京的土地上拔地而起。 由于蒸蒸日上的經濟的強大支持，世界上的航空港、有節(jié)能環(huán)保的建筑及世界上的室外觀光臺等將很快一一落戶中國。文章列舉評選結果說，2008年以前完工的國家游泳中心(水立方)、國家體育場(鳥巢)、國家大劇院等中國公眾十分熟悉的知名場館更理所當然地進入了“”之列。 從對它們的評價與介紹中可以看到評選者對追求環(huán)保、自然的推崇。比如被稱為“水立方”的國家游泳中心，是節(jié)能環(huán)保型的建筑。游泳池內的水將由太陽能加熱，泳池的雙重過濾裝置可實現水的再利用，就連多余的雨水也將被收集和儲存在地下的水池中。 復雜的工程系統(tǒng)和彎曲的鋼結構使得外部結構像一個泡沫，這種獨特的結構設計使得“水立方”幾乎經得起任何地震的襲擊。文章介紹“鳥巢”時寫道，為讓北京主會場這個有著91000個座位的、可能是至今的環(huán)保型體育場獲得自然通風，建筑師從自然中獲得了靈感，了一個未完全密封，但同樣能為觀眾和運動員遮風擋雨的外殼。 體育場的外觀猶如一個由枝條編織而成的鳥巢；而其內部，從休息室到飯店，每一個分開的空間都是一個獨立的單元，從而使自然空氣的流通成為可能。文章指出，作為全國流行色彩的城市，北京吸引了很多知名建筑大師成就事業(yè)。入選的北京“長城腳下的公社”，是由12名亞洲杰出建筑師設計建造的當代建筑藝術作品。 北京“當代MOMA”的設計表明了環(huán)保創(chuàng)新技術在住宅中應用和它所代表的建筑發(fā)展新趨勢，堪稱大型可持續(xù)發(fā)展住宅建筑的典范。它采用世界上的地源熱泵系統(tǒng)，將用來幫助這個由第20層的咖啡館、干洗店等系列服務設施連接起來的8幢建筑組成的小區(qū)，采用最為節(jié)能的方式保持恒濕恒溫，這是這座建筑的一大亮點。住宅單元還有一大亮點，就是可再利用廢水，將廚房和洗臉盆的廢水過濾，衛(wèi)生間循環(huán)利用。（一）、前言為了迎接新世紀的來臨，人們試圖采用各種方式表示慶賀，建造一座建筑物不但以其形體引人注目，而且將作為標志性建筑而長久地存在。在全世界眾多的紀念性建筑中，英國所建造的千年穹頂（Millennium Dome）尤為突出。當2000年子夜的鐘聲敲響時,在倫敦泰晤士河畔五彩繽紛焰火的照耀下，千年穹頂以它銀白色的圓頂迎接新的年。這座直徑 320m、以 12根高山100m的桅桿所支承的圓球形屋頂采用了張力膜結構。正是這座穹頂集中體現了20世紀建筑技術的精華，用它來迎接新世紀，的確是再恰當不過了。 雖然人們喜歡從最廣泛的意義出發(fā)，把鐵木構架和帆布建成的大棚,甚至以枝條和獸皮搭成的帳篷都納入膜結構的范圍,但從嚴格的結構受力的定義來說,膜結構始于1970年日本大阪博覽會上一座氣承式膜結構的美國館。當初這不過是臨時性的展覽建筑，但30年來膜結構卻經歷了巨大的變化。從膜結構的跨度來看，近似橢圓形的美國館，兩個方向的跨度針別為 140m和 83.5m。 以后東京后樂園的氣承式膜結構，跨度達201m。而美國亞特蘭大的佐治亞穹頂，以橢圓形的屋頂覆蓋了 240mxl92m的索膜結構。從當前的技術和材料條件看，完全有可能用膜結構來修建 1000m的大跨度建筑。從所覆蓋的面積來看，1981年沙特阿拉伯吉大機場候機大廳的傘形懸掛膜結構的占地42萬m2，已令人嘆為觀止。而如今在沙特阿拉伯的米拿，為了庇護來往的朝圣者，正在分三期建設與吉大機場類似的膜結構，總面積在100萬m2以上，堪稱 帳篷之城。膜結構作為一種現代化的工程結構，顯示了當今建筑技術與科學的發(fā)展水平，也具有巨大的發(fā)展?jié)摿�，在新的世紀中，膜結構必將在建筑結構中占有重要的地位。（二）、不定的形狀與形狀的確定膜結構的突出特點之一就是它形狀的多樣性，曲面存在著無限的可能性。對于氣承式空氣膜結構來說，充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面，可能沒有太多的選擇余地。而對于以索或骨架支承的膜結構，其曲面就可以隨著建筑師的想象力而任意變化。膜結構形狀的千變萬化突出地表現在歷年各國舉行的博覽會上。在這些博覽會上，大大小小的展覽館，無不以新穎奇特的造型來吸引觀眾，而膜結構就能用來達到這樣的目的。例如1985年在日本茨城縣舉行的國際科學技術博覽會，入口就是以五顏六色的膜材構成的拱形大門。 在眾多的展覽館中膜結構尤為奪目，像火鳥館以鋼梁與索組成的骨架支承扁平的凹凸屋面。美國館以高聳的桅桿懸掛銀白色的屋面。電力館以中央塔架懸吊25個尖頂帳篷，夜晚通過燈光的反射宛如燃燒的火焰。其他象在候車亭、電話亭、走廊、廁所上也都出現了用膜材構成形式各異的建筑小品，蔚為大觀。 就形狀而言，對建筑師說來是至關重要的。采用一般結構的建筑物，其形狀往往是先由建筑師確定。膜結構則不同，首先它的變形比一般結構要大一些，其次它的形狀是在施工過程中逐步形成的，有一個形狀確定的問題，需要結構工程師的參與。 要確定在初始荷載下結構的初始形狀，即結構體系在膜自重（有時還有索）與預應力作用下的平衡位置。在初步設計階段，先按建筑要求設定大致的幾何外形，然后對膜面施加預應力使之承受張力，其形狀也相應改變，經過不斷調整預應力，就可得到理想的幾何外形和應力分布狀態(tài)。
膜結構是20世紀中期發(fā)展起來的一種新型建筑結構類型，它打破了純直線建筑風格的模式，以其的優(yōu)美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的組合，給人耳目一新的感覺，同時給建筑設計師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。膜結構具有強烈的時代感和代表性，是集建筑學、結構力學、精細化工、材料科學、計算機技術等為一體的多學科交叉應用工程，具有很高的技術含量和藝術感染力，其曲面可以隨建筑師的設計需要任意變化。結合整體環(huán)境，建造出標志性的形象工程，并且實用性強、應用領域廣泛。既可應用了大型公共設施，如體育場館的屋頂系統(tǒng)、機場大廳、展覽中心、購物中心、停車場、站臺設施等。又可應用于休閑設施、工業(yè)設施、入口廊道以及標志性或景觀性的建筑、小品等。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使膜覆蓋空間內達到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結構能創(chuàng)造出與自然環(huán)境相媲美的空間形式。
索膜結構作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結構可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現的設計方案。
�、陛p質：張力結構自重小的原因在于它依靠預應力形態(tài)而非材料來保持結構的穩(wěn)定性。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結構的小得多，但卻具有良好的穩(wěn)定性，建筑師可以利用其輕質大跨的特點設計和組織結構細部構件，將其輕盈和穩(wěn)定的結構特性有機地統(tǒng)一起來。
�、餐腹庑裕和腹庑允乾F代膜結構最被廣泛認可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度，這對于建筑節(jié)能十分重要。對于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用，膜材透光性可為建筑設計提供更大的美學創(chuàng)作空間。夜晚，透光性將膜結構變成了光的雕塑。
膜材透光性是由它的基層纖維、涂層及其顏色所決定的。標準膜材的光譜透射比在10%~20%之間，有的膜材的光譜透射比可以達到40%，而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調節(jié)。
通過膜材和透光保溫材料的適當組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個百分點，膜屋面對于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感。
�、橙嵝裕簭埨そY構不是剛性的，其在風荷載或雪荷載的作用下會產生變形。膜結構通過變形來適應外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會減小，直至能更有效抵抗該荷載。
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城市的交通樞紐是城市命脈的關鍵性建筑，使用功能要求建筑物各組張拉膜結構 張拉膜結構成單元的標志明確。因而近來年，這類建筑越來越多采用膜結構。建筑膜材料的使用壽命為25年以上。 在使用期間，在雪或風荷載作用下均能保持材料的力學形態(tài)穩(wěn)定不變。建成於1973年的美國加州La Verne大學的學生活動中心是已有23年歷史的張拉膜結構建筑．跟蹤測試與材料的加載與加速氣候變化的試驗，證明它的膜材料的力學性能與化學穩(wěn)定性指標下降了20%至30%，但仍可正常使用。膜的表層光滑，具有彈性，大氣中的灰塵、化學物質的微粒極難附著與滲透，經雨水的沖刷建筑膜可恢復其原有的清潔面層與透光性。 張拉整體結構（Tensegrity）是由一組連續(xù)的拉桿和連續(xù)的或不連續(xù)的壓桿組合而成的自應力、自支撐的網狀桿系結構，其中「不連續(xù)的壓桿」的含義是壓桿的端部互不接觸，即一個節(jié)點上只連接一個壓桿。 Tensegrity是美國建筑師 R.B.Fuller首先提出的一種結構思想，他認為宇宙的運行就是按照張拉整體的原理進行的，即萬有引力是一個平衡的張力網，各個星球是這個網中的一個個獨立的孤立點。這種結構體系中的索網就相當於宇宙中的萬有引力，獨立的受壓桿件相當於宇宙中的星球。概念設計編輯簡述 只有正確表達結構邏輯的建筑才有強大的說服力與表現力”這句話揭示了張拉膜結構的精髓。對于張拉膜結構，任何附加的支撐和修飾都是多余的，其結構本身就是造型；換句話說，不符合結構的造型是不可能的，因為那樣的薄膜不是飄動的就是缺乏穩(wěn)定性的。張拉膜結構的美就在于其“力”與“形”的完美結合。 張拉膜結構的基本組成單元通常有：膜材、索與支承結構（桅桿、拱或其他剛性構件）。膜材一種新興的建筑材料，已被公認為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身受壓不大，抗彎也不是很好，所以要使膜結構正常工作就必須引入適當的預張力。 此外，要保證膜結構正常工作的另一個重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結構為了減小結構的變形就必須增加結構的抗力；而膜結構是通過改變形狀來分散荷載，從而獲得最小內力增長的。 當膜結構在平衡位置附近出現變形時，可產生兩種回復力：一個是由幾何變形引起的；另一個是由材料應變引起的。 通常幾何剛度要比彈性剛度大得多，所以要使每一個膜片具有良好的剛度，就應盡量形成負高斯曲面，即沿對角方向分別形成“高點”和“低點”�！案唿c”通常是由桅桿來提供的，也許是由于這個原因，有些文獻上也把張拉膜結構叫做懸掛膜結構（suspension membrane）。 索作為膜材的彈性邊界，將膜材劃分為一系列膜片，從而減小了膜材的自由支承長度，使薄膜表面更易形成較大的曲率。 有文獻指出，膜材的自由支承長度不宜超過15米，且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外，索的另一個重要作用就是對桅桿等支承結構提供附加支撐，從而保證不會因膜材的破損而造成支承結構的倒塌。
