膜(mo)结(jie)构的(de)外(wai)形是(shi)由对(dui)其(qi)施加(jia)的预(yu)应(ying)力(li)所(suo)决(jue)定(ding)的(de)，不(bu)同的(de)预(yu)应(ying)力将对应不(bu)同(tong)的外形膜(mo)结(jie)构(gou) 。这样(yang)，膜结(jie)构的设(she)计(ji)就打破(po)了(le)传统的(de)"先建(jian)筑，后(hou)结构"的做法，要求建筑师(shi)要与结(jie)构工(gong)程师相(xiang)互(hu)配合(he)，共(gong)同确(que)定膜结(jie)构的外(wai)形(xing)。 膜结构(gou)是(shi)艺(yi)术与(yu)技(ji)术完美(mei)结(jie)合的(de)产物(wu)：充(chong)满(man)张(zhang)力自(zi)然(ran)曲线(xian)的(de)空间膜体、高(gao)耸的(de)桅杆、坚(jian)如射束的(de)根(gen)根钢索、富于机械艺(yi)术表(biao)现魅力的钢(gang)制大型节点(dian)，都(dou)给(gei)人(ren)以(yi)别(bie)具一格的(de)艺(yi)术(shu)感染力。
从(cong)1955年膜结(jie)构(gou)的(de)开拓(tuo)者德国建(jian)筑师(shi)弗(fu)赖(lai)膜结构 。奥托在(zai)德(de)国联(lian)邦(bang)花园(yuan)展示会(hui)上(shang)建造出第一座张(zhang)拉(la)膜结构至(zhi)今(jin)，不过短短47年时间(jian)。然(ran)而，正是在(zai)这近半(ban)个世(shi)纪(ji)里(li)，随(sui)着建筑(zhu)材料科学(xue)、计(ji)算(suan)机科学和(he)施工(gong)技(ji)术的(de)进步，膜结(jie)构建(jian)造(zao)技术(shu)得(de)到(dao)了迅速(su)的发展(zhan)。
早(zao)在20世纪七(qi)、八(ba)十年(nian)代(dai)，膜结(jie)构就已经在西(xi)方(fang)国(guo)家(jia)中被(bei)广(guang)泛(fan)应(ying)用膜(mo)结构 。
空间形(xing)态的(de)多样性和(he)绚丽多(duo)姿的(de)夜景(jing)效果使膜结(jie)构(gou)在当(dang)今世界范围内(nei)的(de)建(jian)筑环境设(she)计(ji)中(zhong)占(zhan)有(you)举(ju)足轻重(zhong)的(de)地位膜结(jie)构(gou) 。
膜(mo)结构(gou)使用(yong)的膜(mo)材是(shi)一(yi)种(zhong)强(qiang)度高、柔韧性(xing)好(hao)的(de)高分(fen)子材(cai)料(liao)，具(ju)有其它常(chang)规(gui)膜材（如(ru)：极(ji)易粘附灰(hui)尘和(he)降解(jie)老化(hua)的(de)遮(zhe)阳(yang)或(huo)帐(zhang)篷用(yong)膜(mo)材(cai)）所(suo)无(wu)法(fa)比拟的(de)诸多优点：轻(qing)质(zhi)、柔(rou)韧、耐久(jiu)、防(fang)火(huo)、透光(guang)性好(hao)、不易(yi)被污染(ran) “只(zhi)有正(zheng)确(que)表达(da)结(jie)构(gou)逻(luo)辑(ji)的(de)建筑才有(you)强大的说(shuo)服力(li)与表现(xian)力”这句(ju)话揭(jie)示了张(zhang)拉膜(mo)结(jie)构(gou)的(de)精(jing)髓膜结(jie)构 。
对(dui)于张拉膜(mo)结构(gou)，任(ren)何附加(jia)的支(zhi)撑和修(xiu)饰(shi)都是多(duo)余(yu)的，其结构(gou)本(ben)身就是(shi)造型(xing)；换(huan)句(ju)话(hua)说，不(bu)符(fu)合结构的(de)造(zao)型(xing)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)，因为(wei)那(na)样(yang)的(de)薄膜不(bu)是飘动(dong)的(de)就是缺乏稳定(ding)性的膜(mo)结(jie)构 。张(zhang)拉膜结构的(de)美就在于(yu)其“力(li)”与“形(xing)”的完(wan)美结(jie)合(he)。 张拉膜结(jie)构(gou)的基(ji)本(ben)组成(cheng)单元(yuan)通常有(you)：膜(mo)材、索(suo)与支承(cheng)结构(gou)（桅(wei)杆(gan)、拱(gong)或(huo)其(qi)他刚性(xing)构件(jian)）。
膜材(cai)一(yi)种(zhong)新(xin)兴的建筑(zhu)材(cai)料，已(yi)被(bei)公(gong)认为是(shi)继砖、石(shi)、混(hun)凝土、钢(gang)和木(mu)材之后(hou)的(de)“第六种建筑(zhu)材料”膜结构(gou) 。膜(mo)材本身不能(neng)受(shou)压也(ye)不能(neng)抗弯，所以(yi)要(yao)使(shi)膜(mo)结构(gou)正(zheng)常(chang)工作就(jiu)必须(xu)引(yin)入适当的(de)预(yu)张(zhang)力。此外，要保证膜(mo)结构正常工作的(de)另一(yi)个(ge)重(zhong)要(yao)条(tiao)件就(jiu)是要(yao)形(xing)成(cheng)互(hu)反(fan)曲(qu)面(mian)。传(chuan)统结构为(wei)了(le)减小结构的变(bian)形就(jiu)必(bi)须(xu)增(zeng)加结构(gou)的抗(kang)力(li)；而膜结(jie)构(gou)是通过改(gai)变形(xing)状来分(fen)散(san)荷载，从(cong)而获得最(zui)小(xiao)内力增(zeng)长的。
当(dang)膜结(jie)构在平(ping)衡(heng)位(wei)置附(fu)近(jin)出现变形(xing)时(shi)，可产(chan)生两(liang)种(zhong)回(hui)复力：一(yi)个是(shi)由(you)几何变形引(yin)起(qi)的；另一(yi)个(ge)是由(you)材料应(ying)变引(yin)起的膜(mo)结(jie)构(gou) 。通(tong)常(chang)几何刚度(du)要比弹性刚度(du)大得多(duo)，所(suo)以(yi)要使每一个膜(mo)片(pian)具(ju)有(you)良(liang)好的刚(gang)度(du)，就(jiu)应尽(jin)量形成负高(gao)斯曲(qu)面，即(ji)沿(yan)对角(jiao)方(fang)向分别形(xing)成“高点(dian)”和“低点”。“高点”通常是由桅杆(gan)来提(ti)供(gong)的(de)，也(ye)许(xu)是(shi)由(you)于这(zhe)个原因(yin)，有些文(wen)献(xian)上也(ye)把(ba)张(zhang)拉膜结构(gou)叫做(zuo)悬挂(gua)膜结(jie)构(gou)（suspension membrane）。
索作为(wei)膜(mo)材(cai)的弹(dan)性边界(jie)，将膜(mo)材划(hua)分为一系(xi)列(lie)膜片(pian)，从(cong)而(er)减(jian)小(xiao)了(le)膜材的(de)自(zi)由(you)支承(cheng)长度(du)，使薄(bao)膜(mo)表(biao)面更易形(xing)成较(jiao)大(da)的曲率膜结(jie)构(gou) 。
有文(wen)献(xian)指(zhi)出，膜材(cai)的自由(you)支承(cheng)长度(du)不(bu)宜(yi)超(chao)过(guo)15米(mi)，且单片(pian)膜的(de)覆(fu)盖(gai)面积不(bu)宜大于(yu)500平(ping)米膜结(jie)构(gou) 。此外(wai)，索的另一(yi)个(ge)重要作用就(jiu)是(shi)对桅杆(gan)等(deng)支(zhi)承结构提(ti)供(gong)附(fu)加(jia)支(zhi)撑，从(cong)而保证(zheng)不(bu)会因(yin)膜(mo)材的破(po)损而(er)造(zao)成(cheng)支承(cheng)结构的(de)倒(dao)塌(ta)。
膜结(jie)构设计(ji)主(zhu)要(yao)包括(kuo)以(yi)下内(nei)容：
1，初(chu)始态分(fen)析：确(que)保(bao)生(sheng)成形状稳(wen)定(ding)、应力分(fen)布(bu)均(jun)匀(yun)的(de)三维(wei)平(ping)衡(heng)曲面(mian)，并能够抵抗(kang)各种可(ke)能(neng)的(de)荷(he)载工况；这是一(yi)个(ge)反复修正(zheng)的(de)过(guo)程(cheng)膜(mo)结构(gou) 。
2，荷(he)载态(tai)分析(xi)：张(zhang)拉膜结构(gou)自身(shen)重(zhong)量(liang)很(hen)轻(qing)，仅为钢(gang)结构的(de)1/5，混(hun)凝土结(jie)构的1/40；因此(ci)膜(mo)结(jie)构(gou)对(dui)地震力(li)有良(liang)好(hao)的适(shi)应性，而对(dui)风(feng)的作用(yong)较为敏(min)感膜(mo)结构 。
此外(wai)还要(yao)考(kao)虑(lv)雪荷(he)载和(he)活(huo)荷载(zai)的作用(yong)膜结(jie)构 。由(you)于目前(qian)观测(ce)资料(liao)尚(shang)少，故(gu)对(dui)膜(mo)结构的设(she)计通常采用(yong)安全系数(shu)法(fa)。
3，主要(yao)结构构(gou)件(jian)尺(chi)寸的确(que)定(ding)，及对支承(cheng)结构的有限(xian)元分析膜(mo)结构 。当支(zhi)承结构(gou)的设(she)计(ji)方(fang)法与膜(mo)结(jie)构不(bu)同时，应(ying)注(zhu)意不同(tong)设(she)计方法(fa)间的(de)系(xi)数转(zhuan)换(huan)。
4，连接(jie)设(she)计(ji)：包(bao)括(kuo)螺(luo)栓(shuan)、焊缝(feng)和次(ci)要构件(jian)尺(chi)寸(cun)膜(mo)结(jie)构(gou) 。
5，剪(jian)裁(cai)设(she)计(ji)：这(zhe)一过程(cheng)应(ying)具备必要(yao)的试(shi)验(yan)数(shu)据(ju)，包括所(suo)选(xuan)用膜(mo)材的杨氏(shi)模(mo)量(liang)和(he)剪裁补偿(chang)值(zhi)（应通(tong)过双轴拉伸试验(yan)确(que)定(ding)）膜结(jie)构(gou) 。
膜(mo)结构在(zai)方(fang)案(an)阶段需(xu)要(yao)考(kao)虑的问题有(you)：
1膜结构(gou) ，预(yu)张力的大(da)小(xiao)及(ji)张(zhang)拉(la)方式(shi)；
2膜(mo)结构 ，根据(ju)控(kong)制(zhi)荷载来确定膜(mo)片(pian)的大(da)小和(he)索(suo)的(de)布置(zhi)方式；
3膜结(jie)构(gou) ，考虑膜(mo)面(mian)及(ji)其固定件的形状(zhuang)以避(bi)免(mian)积(ji)水（雪(xue)）；
4膜(mo)结(jie)构 ，关(guan)键节(jie)点的(de)设计(ji)，以避免应(ying)力(li)集中；
5膜(mo)结(jie)构 ，考(kao)虑(lv)膜(mo)材(cai)的运(yun)输(shu)和(he)吊装(zhuang)；
6，耐久(jiu)性与防(fang)火考(kao)虑膜(mo)结(jie)构(gou) 。
在膜结构设计(ji)阶段(duan)所(suo)要(yao)考(kao)虑的要(yao)点(dian)有(you)：
1膜结(jie)构 ，保证膜面有足(zu)够(gou)的(de)曲率，以获得(de)较(jiao)大(da)的(de)刚(gang)度和美学效果(guo)；
2膜结(jie)构(gou) ，细化支承结构(gou)，以充(chong)分表达(da)透明(ming)的(de)空(kong)间和轻巧的(de)形(xing)状(zhuang)；
3，简(jian)化(hua)膜(mo)与支(zhi)承(cheng)结(jie)构(gou)间的连接节点，降(jiang)低(di)现(xian)场(chang)施(shi)工(gong)量膜结(jie)构(gou) 。
膜(mo)结构(gou)研(yan)究(jiu)的(de)主要(yao)问题有(you)：
1膜(mo)结构(gou) ，找(zhao)形(xing)（Form-finding）或更进一(yi)步叫(jiao)“形(xing)态理(li)论(lun)”；
2膜(mo)结(jie)构(gou) ，考(kao)虑(lv)膜材(cai)松弛(chi)和(he)各(ge)向(xiang)异(yi)性下的结构(gou)响(xiang)应；
3膜(mo)结构 ，结构在风荷载(zai)作(zuo)用下(xia)的动力稳(wen)定性(xing)；
4膜结构 ，裁剪(jian)优(you)化(hua)；
5，膜与(yu)索(suo)及支(zhi)承结(jie)构间(jian)的相互(hu)作用(yong)膜(mo)结(jie)构 。