簡介
膜結構(Membrane)是20世紀中期發展起來的一種新型建築結構形式，膜結構車棚是由多種高強薄膜材料及加強構件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其内部産生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結構，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。
膜結構是建築結構中最新發展起來的一種形式，自從1970年代以來，膜結構在國外已逐漸應用于體育建築、商場、展覽中心、交通服務設施等大跨度建築中。
膜結構是由多種高強薄膜材料(PVC或Teflon)及加強構件（鋼架、鋼柱或鋼索）通過一定方式使其内部産生一定的預張應力以形成某種空間形狀，作為覆蓋結構，并能承受一定的外荷載作用的一種空間結構形式。膜結構可分為充氣膜結構和張拉膜結構兩大類。充氣膜結構是靠室内不斷充氣，使室内外産生一定壓力差（一般在10㎜～30㎜水柱之間）,室内外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力，從而實現較大的跨度。張拉膜結構則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型。
特點
建築造型優美
膜結構建築是21世紀最具代表性與充滿前途的建築形式。它打破了純直線建築風格的模式，以其獨有的優美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合，呈現給人以耳目一新的感覺，同時給建築設計師提供了更大的想象和創造空間。
具有良好的環保性、透光性、自清潔性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）塗層、或二氧化钛塗層，具有較好的隔熱效果，對太陽熱能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，傳熱13%，而透光率卻在20%以上，經過10年的太陽光直接照射，其輝度仍能保留70%。
覆蓋大跨度空間
膜結構中所使用的膜材料每平方壹公斤左右，由于自重輕，加上鋼索、鋼結構高強度材料的采用，與受力體系簡潔合理——力大部分以軸力傳遞，故使膜結構适合跨越大空間而形成開闊的無柱大跨度結構體系。
防火性與抗震性
膜結構建築所采用的膜材具有卓越的阻燃性和耐高溫性，故能很好的滿足防火要求。由于結構自重輕，又為柔性結構且有較大變形能力，故抗震性能好。
工期短：膜材裁剪。拼合成型及骨架的鋼結構、鋼索均在工廠加工制作，現場隻需組裝，施工簡便，故施工周期比傳統建築短。
應用
我國膜結構建築雖然起步較晚，但是發展速度非常快。從1997年至2001年，五年内我國建造的膜結構達37萬噸;2003年建造的膜結構約18萬噸;2005年、2006年建造的膜結構分别超過33和40萬噸。2008年北京奧運會、2010年上海世博會和廣州亞運會的舉行，以及各種類型的展覽館建設，使得我國迎來了膜結構建築的發展高峰期，這幾年間我國膜結構建築的建造規模擴張非常迅速。
目前全世界膜結構的著名生産企業主要集中在美國、日本和德國等少數幾個發達國家。其中大部分的著名生産企業都力具備産品的研發、設計、生産這一産業全業務鍊模式經營。而作為膜結構的主要材料，目前市場上主要是以是PVC膜、PVF膜、PVDF、PTFE乃至最新的ETFE膜材為主。
工程實例
2008年竣工的北京奧運會場館“鳥巢”和“水立方”膜結構采用ETFE膜材，是目前國内最大的ETFE膜材結構建築，膜材采用進口産品。“鳥巢”采用雙層膜結構，外層用ETFE防雨雪防紫外線，内層用PTFE達到保溫、防結露、隔音和光效的目的。“水立方”采用雙層ETFE充氣膜結構，共1437塊氣枕，每一塊都好像一個“水泡泡”，氣枕可以通過控制充氣量的多少，對遮光度和透光性進行調節，有效地利用自然光，節省能源，并且具有良好的保溫隔熱、消除回聲，為運動員和觀衆提供溫馨，安逸的環境。
目前國内膜結構發展振奮人心，随着一些大型體育館、候機大廳等建設以及2010年上海世博會和廣州亞運會等國際盛會的舉辦，為中國膜結構的發展帶來了機遇和挑戰。尤其在膜材方面，中國起步晚，技術水平低，大部分膜材還主要依靠進口。PTFE、PVC和表面改性的PVC、ETFE等膜材是市場的主流，應用比較廣泛。中國已有PTFE膜材的自主知識産權，性能也基本達到國外同類産品的要求。
很多公司、科研單位以及高校都在進行PVC表面塗層材料的研究，如PVDF、納米TiO2表塗劑等的研究已初見成效，另外在表面防污自潔處理方面的研究如仿生荷葉構築微粗糙表面也開始起步。在引進世界一流的生産設備和工藝技術的同時，加緊消化吸收并改進創新，盡快開發适合中國市場需求的膜材表面處理技術，對提升中國整個産業用紡織品産品檔次和市場競争力都具有重要意義。
膜結構在中國也不乏工程實例，其中規模最大、最具影響力的膜結構要數1997年竣工的上海八萬人體育場看台罩棚張拉膜結構工程。但該膜結構為美國Weidlinger公司設計制作，由此也可以看出中國在該領域與國外先進國家的差距很大。影響中國膜結構廣泛應用的主要因素有：國産膜材料性能差，而進口膜材料價格高；尚無商業性的膜結構計算南輔助設計系統；人們對膜結構缺乏足夠的認識等。
1970年日本大阪萬國博覽會上的美國館和富士館均采用了膜結構建築，在建築行業引起了不小的轟動。1996年亞特蘭大奧運會的“佐治亞穹頂”，拟橢圓形的尺寸達240m*193m。為了慶祝新千年的到來，英國在倫敦建成了直徑達320m的“千氣穹頂”。整個展覽大廳總面積為8萬平方米。覆蓋其上的是72塊聚氯乙烯（PVC）塗層的玻璃纖維織物闆，千年穹頂以其獨特的膜結構，顯示了當今建築技術與材料科學的發展水平。
索膜結構
索膜結構是用高強度柔性薄膜材料經受其它材料的拉壓作用而形成的穩定曲面，能承受一定外荷載的空間結構形式。其造型自由、輕巧、柔美，充滿力量感，節能、使用安全等優點，因而使它在世界各地受到廣泛應用，膜結構建築作為新的建築形式于本世紀五十年代在國際上開始出現，至今已有四十多年的曆史，特别是到了七十年代以後膜結構的應用得到了迅速發展。膜結構的出現為建築師們提供了超出傳統建築模式以外的新選擇。
膜結構一改傳統建築材料而使用膜材，其重量隻是傳統建築的三十分之一。而且膜結構可以從根本上克服傳統結構在大跨度（無支撐）建築上實現時所遇到的困難，可創造巨大的無遮擋的可視空間。其造型自由輕巧、阻燃、制作簡易、安裝快捷、節能、易于、使用安全等優點，因而使它在世界各地受到廣泛應用。另外值得一提的是，在陽光的照射下，由膜覆蓋的建築物内部充滿自然漫射光，無強反差的着光面與陰影的區分，室内的空間視覺環境開闊和諧。
夜晚，建築物内的燈光透過屋蓋的膜照亮夜空，建築物的體型顯現出夢幻般的效果。這種結構形式特别适用于大型體育場館、入口廊道、小品、公衆休閑娛樂廣場、展覽會場、購物中心等領域。張拉膜結構（Tesioned Membrane Structure) ，是依靠膜自身的張拉應力與支撐杆和拉索共同構成機構體系。室内的空間視覺環境開闊和諧。
張拉膜結構特别适合用來建造城市标志性建築的屋頂，如體育與娛樂性場館，需有廣告效應的商場、餐廳等。城市的交通樞紐是城市命脈的關鍵性建築，使用功能要求建築物各組成單元的标志明确。
這類建築越來越多采用膜結構。建築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态穩定不變。建成于 1973 年的美國加州La Verne大學的學生活動中心是已有 23 年曆史的張拉膜結構建築．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定性指标下降了 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着與滲透，經雨水的沖刷建築膜可恢複其原有的清潔面層與透光性。
張拉式膜結構張拉整體結構（ Tensegrity ）是由一組連續的拉杆和連續的或不連續的壓杆組合而成的自應力、自支撐的狀杆系結構，其中“不連續的壓杆”的含義是壓杆的端部互不接觸，即一個節點上隻連接一個壓杆。Tensegrity 是美國建師 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網，各個星球是這個網中的一個個孤立點。
這種結構體系中的索網就相當于宇宙中的萬有引力，獨立的受壓杆件相當于宇宙中的星球 20 世紀 60 年代随着現代柔性建築材料的發展，建築師們從帳篷着一最古老的簡單建築結構出發，構造出了魔般的形式——膜結構。它可以構成單曲面，多曲面等不同建築結構形式，滿足了建築師們對建築與美學高度統一的要求。柔性材料具有透光和防紫外線功能，在一些室外建築和環境小品中得到廣泛的應用。
正是由于這一特征，夜間的燈光設計使膜結構具有鮮明的環境标志特征。優美造型的膜材，不鏽鋼配件和緊固件加上設計輕巧合理，表面處理嚴格的鋼結構支撐，塑造出形式美觀，設計合理的膜結構，在當今世界範圍内的建築環境設計中占有舉足輕重的地位。
膜結構工程
用于膜結構建築中的膜材是一種具有強度，柔韌性好的薄膜材料，是由纖維編織成織物基材，在其基材兩面以樹脂為塗層材所加工固定而成的材料，中心的織物基材分為聚酯纖維及玻璃纖維，而作為塗層材使用的樹脂有聚氯乙烯樹脂（PVC），矽酮（silicon）及聚四氟乙烯樹脂（PTFE），在力學上織物基材及塗層材分别具有影響下列的功能性質。織物基材——抗拉強度，抗撕裂強度，耐熱性，耐久性，防火性。塗層材——耐候性，防污性，加工性，耐水性，耐品，透光性。
結構應用
文化設施——展覽中心、劇場、會議廳、博物館、植物園、水族館等
體育設施——體育場、體育館、健身中心、遊泳館、網球館、籃球館等
商業設施——商場、購物中心、酒店、餐廳、商店門頭（挑檐）、商業街等
交通設施——機場、火車站、公交車站、收費站、碼頭、加油站、天橋連廊等
工業設施——工廠、倉庫、科研中心、處理中心、溫室、物流中心等
景觀設施——建築入口、标志性小品、步行街、停車場等
