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膜结构范文第1篇
关键词：膜结构 空间结构 膜材料1. 引言
1970年日本大阪万国博览会的美国馆与富士山馆由于采用了膜结构，引起了与会者和游人的浓厚兴趣，也引起了世界建筑界的轰动。随后几十年里，膜结构建筑在美国、加拿大等发达国家迅速发展起来。我国内地自上世纪70年代以来，一些科研、设计单位与高等院校开始对膜结构进行研究。一些关键技术如膜结构的找形分析、荷载分析、裁剪分析等的研究也获得了一定的进展，为我国的膜结构的开发、应用建立了一定的技术储备。
2. 膜结构建筑特点
膜结构（Membrane Structure）是用轻质高强度柔软膜材料与支撑体系相结合形成的具有一定刚度稳定曲面、可承受一定荷载、能覆盖大空间的结构形式，习惯上又称空间膜结构。由于充分发挥了材料抗拉强度高的特性，使得膜结构建筑具有以下优点：
1.1结构重量轻
膜材本身轻，支承膜材的钢杆、钢材与钢索比相应的钢筋混凝土也减轻不少重量。1970年日本大阪世界博览会中的美国馆，屋面重量每平方米仅1122g。
1.2 跨度大
由于自重轻，膜结构建筑可以不需要内部支撑而大跨度覆盖空间，这使人们可以更灵活、更有创意的设计和使用空间。目前充气结构建筑的无内柱空间跨度可做到200m以上。
1.3施工方便
膜材可以在工厂预制成卷材成品，与钢材一样便于工业化生产，便于运输安装，施工时也不需搭建脚手架，工期较短。1979年能容纳5万人的美国卡里阿体育馆，只用了一年多，现在建造较大的膜结构建筑，只需几个月就能完工。
1.4造型美观
多变的支撑结构和柔性的膜材使建筑物造型更加多样化，新颖美观，同时体现结构美，具有一般建筑无法比拟的表现力，加上膜材的颜色可以任意选择，更加强了艺术感染力。
1.5费用低
膜建筑屋面重量仅为常规钢屋面的1/30，这就降低了墙体和基础的造价。膜材本身是装修材料，可减少建筑的二次装修费用；膜结构建筑屋面膜材透光性好，能透过大量柔和的自然光，降低白天的照明费用以及整个建筑的供热与空调费用。对于同等大小的建筑，采用膜结构，其成本至相当于传统建筑的二分之一或是更少。特别是建造短期应用的大跨度建筑时，就更为合算。如今，膜结构已广泛应用于各类建筑结构中，如：体育场馆、游泳馆、商场、大面积温室、公共建筑、厂房设施等。
3. 膜结构建筑常用的结构形式
膜结构属于空间结构体系，它不同于一般的钢、木、砖和钢筋混凝土结构，是继网架、薄壳、悬索结构之后新崛起的一个结构体系。近三十年来，预应力索在结构体系中的作用和优势已为工程师所充分认识，各种新型索和膜结构体系得到广泛的研究和应用。从膜结构的构造和受力特点可将膜结构分为框式膜结构、张拉膜结构和充气膜结构三大类。
3.1框式膜结构（Frame Supported Structure）
框式膜结构中的膜面仅仅起到对框架结构的维护作用，框架结构可以是传统的刚性结构，也可以是各类索结构。框式膜结构广泛用于任何大、小规模空间。
3.2张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）
张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定预张应力，膜既是建筑的围护体又作为结构以抵抗外部荷载的作用，因此在一定的初始条件下，其形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维空间等一系列复杂问题，都通过计算确定，张拉膜结构的发展离不开计算机的进步和新算法的提出。但张拉膜结构因施工精度要求高，结构性能强，且具有丰富的表现力，所以造价略高于框式膜结构。
3.3充气膜结构（Pneumatic Structure）
气承式膜结构依靠曲面内外气压差来维持膜曲面的形状。气承式膜结构是在膜结构构成的室内冲入空气，保持室内的空气压力始终大于室外的空气压力，由此使膜材料处于张力状态来抵抗荷载及外力的构造形式。充气膜结构分为单层结构和双层结构，单层结构如同肥皂泡，单层膜的内压大于外压。此结构具有大空间、重量轻、建造简单特点，但需要不断输入超压气体及需日常维护管理。双层结构是双层膜之间充入气体，和单层相比可以充入高压空气，形成具有一定刚性的结构，而且进出口可以敞开，但其在持续运行及机器维护费用的成本上较高。
4. 膜材料
21世纪建筑领域发展趋势之一是采用新材料。膜结构的建筑开发与应用，摆脱结构对钢材、木材、混凝土等传统材料的依赖，为建筑带来一场新的革命。用于膜结构建筑的膜材料是在用纤维织成的基布上涂覆树脂或橡胶等制成的，高强度聚酯纤维是膜材的基质，保证膜材的强度；高分子聚合物涂层保证膜材的密实性；而惰性材料涂层则主要是保证膜材的自洁性。膜材料与金属、木材等建筑材料不同，它具有柔软性、透光性等特性，而且膜材料的基布是织物，由于织物径向（经纱）与纬向（纬纱）的特性不同，因而膜材料是一种异向型非线性材料。基布主要承担膜材料的抗拉、抗撕裂等力学特性及防火性、耐久性、自洁性、染色性及膜材料与膜材料的融合性等特性。
目前，膜材料建筑中最常用的材料主要有聚四氟乙烯（PTFE）膜材、聚氯乙烯（PVC）膜材和加面层的PVC膜材：PVDF膜材和PVF膜材。
PTFE类膜材料商品名叫特氟隆（Teflon），是在玻璃纤维布基上敷聚四氟乙烯树脂（简写PTFE），树脂含量大于90%，PTFE膜的特性是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较，材料费与加工费高，且柔软性低，在施工上为避免玻璃纤维被折断，必须有专用的工具与施工技术。
PVC类膜材料的布基织物为聚酯或聚氨酯等，涂层为PVC树脂，或氯丁橡胶类物质，一般另加有聚氟乙烯（PVF）或聚偏氟乙烯（PVDF）类面层。PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜，且具有材质柔软、易施工的优点，但在强度、耐用性、防火性等性能上较PTFE膜差。为了改善PVC膜材的耐火性及防污性，近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层。
为了解决PVC膜材的自洁性，在PVC涂层上再涂上PVDF膜材料。PVDF是聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride）的简称，可以抵抗由紫外线引起的降解，颜色变化，失去光泽，抵抗腐蚀，抵抗脏污，抵抗发霉。PVDF膜与一般的PVC膜比较，耐用年限可达7～10年左右，耐火性基本上达到了难燃级水平。
PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，且具有防油污的优点。但因加工性、施工性与防火性不佳，使用受到一定的限制。
5. 膜结构的应用前景
随着工业的发展与计算技术的进步，膜结构也从临时建筑迈向永久性建筑行列，并成为当代充满活力的一种新型大跨度空间结构体系。在许多国家举办奥运会、世博会的场馆建设中，膜结构以其绚丽的色彩和丰富的造型赢得了人们的关注和认同。1995年建成的北京房山游泳馆（跨度33m，1100m2）与鞍山农委游泳馆（跨度30m，1000m2）是我国正式应用于工程的空气支承膜结构，标志我国开始启动膜结构的工程建设。1997年通过引进国外膜结构技术建成上海八万人体育场看台挑棚后，又相继建成了青岛颐中体育场挑棚膜结构、杭州游泳馆、网球馆双层膜结构等二百余项膜结构工程，年增长率达20%以上。随着膜结构应用的日趋广泛，专业膜结构企业及相关配套产品的厂商也大量涌现，实力强劲的日本太阳工业集团和德国的Skyspan公司已加入到我国内地膜结构市场，台商膜结构企业也相当活跃，这对于促进我国内地膜结构的发展都起到了积极作用。
膜结构范文第2篇
1.骨架式膜结构（Frame Supported Structure）
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架后，在其上方张拉膜材的构造形 式，下部支撑结构安定性高，因屋顶造型比较单纯，开口部不易受限制， 且经济效益高等特点，广泛适用于任何大，小规模的空间。
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2.张拉式膜结构（Tension Suspension Structure）
以膜材、钢索及支柱构成，利用钢索与支柱在膜材中导入张力以达安 定的形式。除了可实践具创意，创新且美观的造型外，也是最能展现膜结 构精神的构造形式。 近年来，大型跨距空间也多采用以钢索与压缩材构成 钢索网来支撑上部膜材的形式。因施工精度要求高，结构性能强，且具丰 富的表现力，所以造价略高于骨架式膜结构。
3.充气式膜结构（Pneumatic Structure）
充气式膜结构是将膜材固定于屋顶结构周边，利用送风系统让室内气 压上升到一定压力后，使屋顶内外产生压力差，以抵抗外力，因利用气压 来支撑，及钢索作为辅助材，无需任何梁，柱支撑，可得更大的空间，施工 快捷，经济效益高，但需维持进行24小时送风机运转，在持续运行及机器 维护费用的成本上较高。
二、膜材料用于膜结构建筑中的膜材是一种具有强度，柔韧性好的薄膜材料，是由纤维编织成织物基材，在其基材两面以树脂为涂层材所加工固定而成的材料，中心的织物基材分为聚酯纤维及玻璃纤维，而作为涂层材使用的树脂有聚氯乙烯树脂（PVC），硅酮（silicon）及聚四氟乙烯树脂（PTFE），在力学上织物基材及涂层材分别具有影响下列的功能性质。
织物基材——抗拉强度，抗撕裂强度，耐热性，耐久性，防火性。
涂 层 材——耐候性，防污性，加工性，耐水性，耐品，透光性。
三、膜材的正确选定用于建筑膜结构的膜材，依涂层材不同大致可分为PVC膜与PTEF膜，膜材的正确选定应考虑其建筑的规模大小、用途、形式，使用年限及预算等综合因素后决定。
PVC膜（PVC-Coated Polyester）
PVC膜材在材料及加工上都比PTFE膜便宜，且具有材质柔软，易施工的优点。但在强度、耐用年限、防火性等性能上较PTFE膜差。PVC膜材是由聚脂纤维织物加上PVC涂层（聚氯乙烯）而成，一般建筑用的膜材，是在PVC涂层材的表面处理上，涂以数micron厚的压克力树脂（acrylic），以改善防污性。但是，经过数年之后就会变色、污损、劣化。一般PVC膜的耐用年限，依使用环境不同在5~8年。为了改善PVC膜材的耐侯性，近年来已研发出以氟素系树脂于PVC涂层材的表面处理上做涂层，以改善其耐侯性及防污性的膜材。
PVDF PVDF是二氟化树脂（Polyvinylidene Fluoride）的略称，在PVC膜表面处理上加以PVDF树脂涂层的材料称为PVDF膜。PVDF膜与一般的PVC膜比较，耐用年限改善至7~10年左右。
PVF PVF是一氟化树脂（Polyvinyl Fluoride）的略称。PVF膜材是在PVC膜的表面处理上以PVF树脂做薄膜状薄片（laminate）加工，比PVDF膜的耐久性更佳，更具有防沾污的优点。但因为加工性、施工性与防火性都不佳，所以使用用途受到限制。
PTFE膜（PTFE Coated Fiberglass）
PTFE膜是在超细玻璃纤维织物上，涂以聚四氟乙烯树脂而成的材料。PTFE膜最大的特微就是耐久性、防火性与防污性高。但PTFE膜与PVC膜比较，材料费与加工费高，且柔软性低，在施工上为避免玻璃纤维被折断，须有专用治工具与施工技术。
耐久性：涂层材的PTFE对酸、硷等化学物质及紫外线非常安定，不易发生变色或破裂。玻璃纤维在经长期使用后，不会引起强
度劣化或张力减低。膜材颜色一般为白色、透光率高，耐久性在25年以上。
防污性：因涂层材为聚四氟乙烯树脂，表面摩擦系数低，所以不易污染，可藉由雨水洗净。
防火性：PTFE膜符合近所有国家的防火材料试验合格的特性，可替代其它的屋顶材料做同等的使用用途。
四、工程应用体育设施—体育场馆、健身中心等交通设施—机场、火车站、公交车站、高速公路收费站、加油站等文化设施—展览/会议中心、剧场、博物馆、动物园、水族馆等景观设施—建筑入口、泳池小品、小区长廊、户外广场、公园小品、标识性建筑等商业设施—购物中心、餐厅、步行街等工业设施—工厂、仓库、污水处理中心、物流中心、温室等 张拉膜结构的概念设计只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力“这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉膜结构，任何附加的支撑和修饰都是多余的，其结构本身就是造型；换句话说，不符合结构的造型是不可能的，因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的。张拉膜结构的美就在于其”力“与”形“的完美结合。
张拉膜结构的基本组成单元通常有：膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。
膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外，要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力；而膜结构是通过改变形状来分散荷载，从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：一个是由几何变形引起的；另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来提供的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构（suspension membrane）。
索作为膜材的弹性边界，将膜材划分为一系列膜片，从而减小了膜材的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，膜材的自由支承长度不宜超过15米，且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外，索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑，从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。
膜结构设计主要包括以下内容：
1，初始态分析：确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面，并能够抵抗各种可能的荷载工况；这是一个反复修正的过程。
2，荷载态分析：张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的1／5，混凝土结构的1／40；因此膜结构对地震力有良好的适应性，而对风的作用较为敏感。此外还要考虑雪荷载和活荷载的作用。由于目前观测资料尚少，故对膜结构的设计通常采用安全系数法。
3，主要结构构件尺寸的确定，及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时，应注意不同设计方法间的系数转换。
4，连接设计：包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸。
5，剪裁设计：这一过程应具备必要的试验数据，包括所选用膜材的杨氏模量和剪裁补偿值（应通过双轴拉伸试验确定）。
膜结构在方案阶段需要考虑的问题有：
1，预张力的大小及张拉方式；
2，根据控制荷载来确定膜片的大小和索的布置方式；
3，考虑膜面及其固定件的形状以避免积水（雪）；
4，关键节点的设计，以避免应力集中；
5，考虑膜材的运输和吊装；
6，耐久性与防火考虑。
在膜结构设计阶段所要考虑的要点有：
1，保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果；
2，细化支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状；
3，简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。
膜结构研究的主要问题有：
1，找形（Form-finding）或更进一步叫“形态理论”；
2，考虑膜材松弛和各向异性下的结构响应；
3，结构在风荷载作用下的动力稳定性；
膜结构范文第3篇
1、非膜相结构（Non membranous stucture）是指真核细胞中那些与生物膜无关系的所有结构，包括由DNA和蛋白质形成的纤维状结构、RNA与蛋白质形成的颗粒状结构以及细胞的骨架系统结构等。
2、具体说，细胞质中的核糖体、微管、微丝、中间纤维，细胞核中的染色质、核仁等都属非膜相结构。
（来源：文章屋网 http://www.wzu.com）
膜结构范文第4篇
关键词：膜结构、施工、制作、质量
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
膜结构，作为一种新型的结构体系，在自身强大优势作用下在大跨度空间结构工程中得到了广泛应用，有着非常广阔的发展前景。从造型角度分析，膜结构有着独特的光影效果和丰富的造型魅力，改变了传统建筑留下的形象；从经济角度分析，膜结构工艺操作简单、制作便捷，极大提高了工作效率和质量；从质量角度分析，膜结构采用的材料高强耐用、安全阻燃，有着许多建筑材料所无法比拟的优势。由此可见，膜结构施工技术有着良好的经济效益和社会效益，值得进一步推广和应用。
概述
膜结构是一种由高强薄膜材料及加强构件(钢结构或拉索)，通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，可作为覆盖结构并能承受一定的外荷载的空间结构形式。在工厂根据工程设计要求，加工制作为成品膜，运输至施工现场，进行吊装、固定、张拉、验收、使用，施工过程中务必对膜面进行重要保护，严防损坏或污染。
三亚凤凰国际机场三期扩建项目贵宾航站楼工程包括：贵宾厅、政要接待大厅、装饰花伞（覆面为膜）三部分，主体结构为混凝土框架结构，屋面为钢结构屋盖，建筑面积约12800 m2。贵宾航站楼膜结构主要含政要接待大厅张拉膜、路侧入口雨棚、南北侧曲边挑檐、花伞张拉膜四个部分（如下图所示），膜投影面积约4300㎡，采用圣戈班SF－II的膜材，其基层为玻璃纤维基布，涂层为聚四氟乙烯PTFE。
二、PTFE膜材技术规格参数
膜结构加工制作与施工
1、工厂加工制作
膜结构所用材料的加工制作基本流程包括：原材进场质量检测膜片下料、编号膜片编排放样膜片初粘驳接包装。膜材料制作过程中，由于材料裁剪、包装工作比较复杂，为了到达精度要求，要求施工单位进行严格管控以确保膜结构的制作质量。
首先，将经过质量检测合格的膜材料运到干净的制作场所；其次，在下料区、编排放样区、驳接区三个区的连接处铺上柔质的板胶，以免膜片直接接触地面，避免出现损毁；再次，抽样选取40组膜片和背贴条样品，使用6cm宽度的驳接刀进行驳接，驳接好之后进行双向拉断试验，得到膜材的最大受力下的驳接数据；然后，进行焊接试验，检查膜材的粘贴质量。完成试验工作后，按照试验所得到的相关数据进行裁剪、贴片、包装等工作。值得注意的是，裁剪过程中避免损伤到膜面，以免影响到膜结构的美观度。
2、现场的安装与张拉
膜结构安装包括四个部分，即膜体展开连接固定吊装到位张拉成形。
⑴膜体展开：
根据膜面安装要求约每隔3到4米放置一定数量的膜面固定材料以及临时张拉工具，将膜材吊装至搭设好的搁置平台中心，膜体展开的时候，要根据包装上标记确认安装部位，然后按照标记的内容将膜体展开，避免方向出现偏差，展开的膜体尽量不要在地上移动。如果工作人员不得不在膜体上经过，应穿鞋底材质较软的鞋，或者只穿袜子。
⑵连接固定：
由膜面前缘中心处向两边各安装3个螺旋夹具，在前边缘顶端各安装2个螺旋夹，并通过绳索紧绳机连接。在膜面的两侧边缘每隔3米安装一个白色夹具（或膜面螺旋夹），通过绳索连接夹具安装完成后，将膜面牵引展开。操作工人通过紧绳机牵引膜面 ，两侧工人用绳索拉紧白色夹具，抖动膜面，辅助膜面的牵引。膜面牵引过程中应注意：①应由专人负责统一指挥；②确保膜布的任何处不与钢结构摩擦造成表面的损坏；③保证操作工人的牵引速度同步； ④有专门技术人员跟踪监督。膜体展开后，用夹板将其与索固定在一起，然后便可以进行吊装工作。
⑶吊装到位：
膜体吊装一般采用多点整体提升法、分块吊装法，顾名思义，两种方法完成是两种不同的方法，无乱采用哪一种方法都要保证吊装到位。膜体到位后，进行张拉工作使膜体成形，注意的是，张拉过程中无论张拉是否使膜体结构顺利成形，都不能轻易改变预先设定好的张拉位置，以免影响膜结构的整体效果。
⑷张拉成形：
为防止永久螺栓受到损伤，可采用临时张拉螺栓对膜面进行张拉。首先用钢丝绳紧绳器收紧膜面，待调节螺栓有所松动后，拧紧螺栓,依次重复进行，待紧绳器的张拉力无法满足时，用扳手直接调整临时张拉螺栓。总的来说，膜面张拉的程序必须是重复性的，直到的膜面的应力达到设计的要求，之后依次用永久螺栓调换下临时张拉螺栓，并用扳手迸紧双螺帽，满足设计要求。
四、膜结构施工的质量控制要点
1、膜面安装前，应检查膜面不得有渗漏现象，不能有明显的褶皱、串色现象。所有与膜面相关的连接点无飞溅、毛刺等无锋利刺口，同时用棉布将周边可伤及膜面的构件包盖起来，或用发泡塑料包盖。连接位置的节点排列整齐、紧密牢靠，在安装前必须将所有螺栓孔试钻。
2、膜面搁置位置地面应保证清洁、无污物，并保证无尖锐毛刺，以免造成膜面的损坏或污染。节点板螺栓固定结束后，应逐一进行检查。保证做到螺栓无缺少、无漏拧。安装膜面时，安装工具不可随意抛掷，以防止膜面损坏。拧固膜面上螺栓，不得使用活络扳手。
3、膜面张拉时，应随时进行膜面的应力测试，以防止应力过大而造成膜面的损坏。每块膜面的张拉周期大约为3天。第一天张拉至设计要求的90%，第二天张拉至设计要求的100%。第三天后继续对膜面实施张拉，由于在使用过程中膜面会损失一部分的应力，故一般将膜面张拉到设计要求的110%左右为宜。在使用的过程中膜面应力会逐步下降并达到设计要求。
膜面的张拉应力控制，以张拉行程和张拉力为数值控制。有经验的安装指导通过拍击膜布，根据膜布发出的声音，结合张拉行程和张拉力的数值作出张拉是否达到设计要求的结论。本工程采用专用应力测试仪器，它能准确的反映膜面经向、纬向的应力值，通过与安装指导提供的理论数据对比的，达到高准确率。
五、结束语
虽然膜结构自诞生之日起，已经有着了几十年的发展历程，但其在国内仍然是一种比较新颖的大跨度结构形式，行内人士缺少一定的经验，且对相关技术不甚了解，因此，应用过程中一定要做到仔细、认真，不可因为一时疏忽酿成不可弥补的错误。为了保证膜结构制作与安装质量，膜结构的表面必须没有渗漏、褶皱、积水等问题，不可存在窜色现象，只有做到细致才能使膜结构发挥更高的使用效益。
参考文献：
[1]宋伟，曹喜. 张拉膜结构找形结果影响因素分析探讨[J]. 低温建筑技术， 2012，(02) .
[2]刘凯，高维成. 张拉式膜结构考虑索滑移的整体施工成形分析[J]. 工程力学， 2009，(S1) .
膜结构范文第5篇
论文关键词：索膜结构,结构特点,发展趋势
索膜结构体系起源于远古时代人类居住的帐篷（支杆、绳索与兽皮构成的建筑物），到20世纪70年代以后，高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现，加之工程计算科学的飞速发展，索膜建筑结构体系东山再起，现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。因为索膜建筑具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光、空气以及与自然环境融合等特长，成为21世纪 绿色建筑体系 的宠儿。
纵观索膜结构的发展历史，可分为以下几个阶段：
1.1 膜结构的出现
膜结构（Membrane）是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是以充气膜结构的形式出现，世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特 勃德（W.Bird），这是一座直径为15的充气穹顶。1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
充气膜结构它是以柔性结构体系来承受风荷载和雪荷载等各种外荷载的作用，由于膜结构的特点以及膜材的特殊性，充气膜结构的设计分析过程也不同于以往的钢筋混凝土和钢结构。充气膜结构的结构计算包括初始形态分析、受荷分析及模态分析等内容。充气膜结构的结构分析包括3个阶段：忽略其自身微小的自重和自平衡预张力，不承受任何外部荷载的零态；在确定的边界条件及施加预应力的分布和大小后所形成的初始态；在外荷载、自重及考虑材料张力作用的工作态。它们之间的膜面主应力方向、预张力的大小变化、形态变形过程和趋势等是相互联系、相互制约的，必须从全过程、一体化的角度加以考虑。
1.2 迅速发展
索膜结构作为新的建筑形式自出现，特别是到了20世纪70年代以后，索膜结构的应用得到了迅速发展，在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中，膜结构的出现为建筑师们提供了超出传统建筑模式以外的新选择。
1988年建成的日本东京室内棒球馆（Tokyo Dome Big Egg ），是一座有55000个座位的体育馆（室内净面积46767m2），该设计是建筑行业的一种强有力的蜕变过程，其蛋形屋顶为具有弹性的薄膜，一般会把巨蛋内的气压控制在比巨蛋外高0.3%以维持蛋顶外型。结构从根本上克服传统结构在大跨度（无支撑）建筑上实现时所遇到的困难，创造了巨大的无遮挡的可视空间。其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、使用安全等优点。另外值得一提的是，在阳光的照射下，由膜覆盖的建筑物内部充满自然漫射光，国际贸易论文无强反差的着光面与阴影的区分，室内的空间视觉环境开阔和谐。夜晚，建筑物内的灯光透过屋盖的膜照亮夜空，建筑物的体型显现出梦幻般的效果。
1.3 膜结构在国内的发展
在世界建筑业的迅速发展中，中国现代空间结构的发展受到了西方国家先进技术的影响。近几年来，在索膜结构应用上显示了活跃的趋势。虽然一开始工程规模不大，但已逐渐扩展到更大的面积和跨度。所采用的技术与材料在某种程度上还要依靠国外，但预计会有更多的工程依靠自己的力量来完成。
在过去10年中，中国的许多城市都在筹划建设新的体育设施。由于其重量很轻的优点，膜结构往往被采用，体育建筑可以说是膜结构在中国应用的突破口。1997年之前，只建造了少量的小型与中型的膜结构，同年在上海举行的第七届全国运动会，膜结构被用在主体育场的看台挑篷，总面积达36100m2。这是中国第一次将膜材制成的屋顶用在大面积的永久性建筑上，具有深远的影响。
上海体育馆鲜明特点是大跨度、大空间，其外形既充分展示了体育运动的力度和气势，又体现了简洁流畅的整体风格，是建筑技术和建筑艺术完美的结合。观众席上方采用马鞍形大悬挑钢管空间屋盖结构，覆以乳白色半透明膜结构的顶面，面积为3.6万平方米，主席台正上方的一根最长单臂悬挑梁长73.5m，为世界建筑史之最。
在上海体育场成功的建成后，虽然它的价格仍高于传统的结构，又出现了一些膜结构屋顶的体育场。颐中体育场坐落在山东省的滨海城市青岛，这是中国第一个靠自己力量设计与施工的大型膜结构体育场，外包尺寸为266m 180m，可容纳6万观众。悬挑40m的屋盖是一个包括膜、索和钢支承结构的典型张拉体系，整个屋盖由70个锥形索膜单元组成，总面积为30000m2。环顾整个中国大地，膜结构成为覆盖主体育场的优选。
2 索膜体育馆的现状
目前，世界各地的索膜结构工程或研究领域的蓬勃发展，与现代科技发展，人类面临的任务，保护自然环境，建设了索膜功能和使用的不断扩大，结构跨度或高度的增加，从而索膜建筑开始在世界上广阔的应用。索膜结构是目前发展很快的一种新型空间结构，是一种效率极高的张力集成体系，可以充分发挥钢索的强度与张拉整体结构的空间作用。这种结构以造型新颖、质轻透光等优点在全球得到了推广应用，成为体育建筑、会展中心、商业设施、交通站场等屋盖的主要选型。
