膜結構是建筑結構中最新發(fā)展起來(lái)的一種形式，它以性能優(yōu)良的織物為材料，或是向膜內充氣，由空氣壓力支撐膜面，或是利用柔性鋼索或剛性支撐結構將面繃緊，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大跨度空間的結構體系。自從1970年代以來(lái)，  膜結構在國外已逐漸應用于體育建筑、商場(chǎng)、展覽中心、交通服務(wù)設施等大跨度建筑中。膜結構已成為結構設計選型中的一個(gè)主要方案。成為化纖紡織品應用的一個(gè)重要領(lǐng)域。近年來(lái)在中國建筑結構中也有長(cháng)足的進(jìn)展。

　　大阪萬(wàn)國博覽會(huì )中的美國館采用了氣承式空氣  膜結構。這個(gè)擬橢圓形、軸線(xiàn)尺寸為 140m×83.5m的展覽館是世界上第一個(gè)大跨度的  膜結構，而且是首次采用了聚氯乙烯（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(wàn)國博覽會(huì )的展覽館標志著(zhù)  膜結構時(shí)代的開(kāi)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(lái)說(shuō)，美國龐提亞克的“銀色穹頂”氣承式空氣  膜結構的平面有234.9m×183m，開(kāi)始采用聚四氟乙烯（PTFE）涂層的玻璃纖維織物，類(lèi)似的大型體育館在北美就建了九座。從面積來(lái)說(shuō)，沙特阿拉伯吉大機場(chǎng)候機大廳的懸掛膜結構占地42萬(wàn)m².作為  膜結構一種新形式，索穹頂于1988年首先用在漢城奧運會(huì )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(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平。

　　發(fā)展中的中國膜結構

　　中國現代空間結構的發(fā)展受到了西方國家先進(jìn)技術(shù)的影響。近幾年來(lái)，在  膜結構應用上顯示了活躍的趨勢。雖然一開(kāi)始工程規模不大，但已逐漸擴展到更大的面積和跨度。所采用的技術(shù)與材料在某種程度上還要依靠國外，但預計會(huì )有更多的工程依靠自己的力量來(lái)完成。

　　在過(guò)去十年中，中國的許多城市都在籌劃建設新的體育設施。由于其重量很輕的優(yōu)點(diǎn)，膜結構往往被采用。體育建筑可以說(shuō)是  膜結構在中國應用的突破口。1997年之前，只建造了少量的小型與中型的  膜結構，同年在上海舉行的第七屆全國運動(dòng)會(huì )，  膜結構被用在主體育場(chǎng)的看臺挑篷，總面積達36100m².這是中國第一次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上，具有深遠的影響。當時(shí)涂PTFE的玻璃纖維膜材和工程安裝還借助于國外的力量。在上海體育場(chǎng)成功的建成后，雖然它的價(jià)格仍高于傳統的結構，又出現了一些膜結構屋頂的體育場(chǎng)。

　　頤中體育場(chǎng)座落在山東省的濱海城市青島，這是中國第一個(gè)靠自己力量設計與施工的大型膜結構體育場(chǎng)，外包尺寸為266m×180m，可容納6萬(wàn)觀(guān)眾。懸挑40m的屋蓋是一個(gè)包括膜、索和鋼支承結構的典型張拉體系，整個(gè)屋蓋由70個(gè)錐形索膜單元組成，總面積為30000m².

　　環(huán)顧整個(gè)中國大地，新的體育中心正在一個(gè)接一個(gè)的規劃，  膜結構成為覆蓋主體育場(chǎng)的優(yōu)選，估計已有十多個(gè)體育場(chǎng)采用。在大城市中有上海（虹口區足球場(chǎng)）、武漢、鄭州和廣州，在中小城市有煙臺、威海和蕪湖。另一個(gè)適宜采用  膜結構的對象是室內體育館，在中國還剛開(kāi)始。在華北的秦皇島體育館是第一個(gè)采用雙層膜的工程，其平面呈橢圓形，長(cháng)短軸各為112m與98m.最近的一個(gè)實(shí)例是成都的水上樂(lè )園。這個(gè)有20000m²的大型建筑用來(lái)作為死海漂浮運動(dòng)。一系列拱形鋼桁架跨越115m，上覆以PVC聚酯織物。

　　膜結構曾被用于覆蓋一些室內或室外的演出設施。大部分是由鋼框架支承的張拉膜結構。建成的實(shí)例有：長(cháng)沙世界之窗劇場(chǎng)（3500m²）、深圳歡樂(lè )谷中心表演場(chǎng)（5800m²）、廣州海洋世界海豚館（2840m²）和天津泰豐風(fēng)雨劇場(chǎng)（1000m²）等。世界之窗劇場(chǎng)建成于1998年，是早期采用PVC覆面膜材的工程之一。

　　由于圖內和國際上交流的擴展，需要許多新型的會(huì )議與展覽建筑。1999年在深圳召開(kāi)了中國高新技術(shù)成果交易會(huì )，有兩個(gè)面積為2400m²的館采用了膜屋蓋，顯示了其輕質(zhì)與透光的突出優(yōu)點(diǎn)。在海南省的小鎮博鰲，由于有全世界重要人物參加的一系列高層會(huì )議在此舉行而聞名。主會(huì )場(chǎng)即采用了膜結構，施工工期十分緊迫，4000m2的膜屋蓋在40天內完工。在廣西壯族自治區首府南寧建造了國際會(huì )議展覽中心。一個(gè)以膜材覆蓋的鋼穹頂位于多功能大廳上空成為整個(gè)建筑物的焦點(diǎn)。鋼結構內外兩邊采用雙層的PTFE玻璃纖維織物覆蓋。

　　膜結構還可用來(lái)覆蓋各種不同的小型建筑，如加油站、收費站、服務(wù)中心、大門(mén)入口以及遮陽(yáng)設施等。雖然每個(gè)工程的面積只有幾百平方米，但工程的數量很多，把全國的工程加起來(lái)，膜的數量就很可觀(guān)了。

　　中國膜材十年仍未突破

　　膜結構只有在材料問(wèn)題得到解決之后才得以大量推廣應用，因此關(guān)鍵問(wèn)題是要提供滿(mǎn)足功能要求、耐久性好與經(jīng)濟的膜材。用于膜結構有二種主要建筑織物，即涂敷聚四氟乙烯（PTFE）的玻璃纖維織物和涂敷聚乙烯（PVC）的聚酯織物。PTFE玻璃纖維織物具有強度高、半透明、耐火不燃以及自潔性好等優(yōu)點(diǎn)。雖然材料的保證年限是25年，但按照實(shí)際使用的經(jīng)驗，其期望的使用壽命將會(huì )更長(cháng)。玻璃纖維膜材的唯一缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。PVC聚酯織物與玻璃纖維織物相比，其強度等性能稍差，使用年限也較短，但價(jià)格卻很便宜，大約在1/5左右。加了改進(jìn)其性能可在涂層外再加一層面層，聚偏氟乙烯（PVF）或聚偏二氟乙烯（PVDF）。這種面層能保護織物抵抗紫外線(xiàn)的侵蝕，并改進(jìn)其自潔性。

　　目前國內有好多廠(chǎng)家都能生產(chǎn)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，作為建筑用的永久性材料尚需進(jìn)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(guān)與性能都大有改進(jìn)。