建筑膜結構應用

    20世紀60年代隨著現代柔性建筑材料的發展，建筑師們從帳篷著一最古老的簡單建筑結構出發，構造出了魔幻般的形式——膜結構。它可以構成單曲面，多曲面等不同建筑結構形式，滿足了建筑師們對建筑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，在一些室外建筑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標志特征。

　　優美造型的膜材，不銹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，在當今世界范圍內的建筑環境設計中占有舉足輕重的地位。

娛樂空間
    近年來，隨著建筑空間觀念的日益深化以及科學手段的不斷提高，“回歸自然”、“沐浴自然之溫馨”已是現代建筑環境學發展的主流。室內外的視線越來越模糊，出現了許多亦內亦外、相互滲透的不定空間，如：天井、四季廳、動植物園、體育、文化娛樂場所等。由于膜材的光透性，白天陽光可以透過膜材形成慢射光，使室內達到和室外幾乎一樣的自然效果，因此膜結構能創造出與自然環境相媲美的空間形式。
標志性小品
    一個城市的中心區反映一個城市的地理風貌和民族風情，同時，也是一個城市文化發展程度的標志。而景觀設計要求其具有廣泛的可讀性、雅俗共賞，既有超凡脫俗的藝術價值，又能使大眾喜聞樂見與大眾息息相通。膜結構以其鮮明的個性和標識性，應用于城市小品設計中。
綠色漫步道
    近年來，在人口密集的大城市，在居住區周邊配置綠色空間并有人行步道。居民可以在不受車輛的影響下，在居住區附近的街心地帶輕松愉快地散步、休憩，而感到十分愜意。在綠色空間中構造一座膜小品，即生動的美化了環境——如同廣闊綠洲中的點點白帆，又有很強的功能性——人們可以在行走之暇小憩一會兒。
商業街
    商業街在城市中占有相當大的比重。商業街的建筑與環境是城市文明的窗口，代表著物質文明和精神文明的水平，同時，也是景觀環境的重要組成部分。膜結構輕巧別致極具現代化風格，且易于安裝移動，在商業街設計中得以廣泛應用。
建筑入口
    建筑入口使城市公共空間與建筑空間相鄰的界面，成為城市空間的組成部分。它是人們視覺最先接觸的部分，因此，除了功能以外，還應有很強的標識性，并能體現建筑的個性，是建筑環境和城市景觀的重要組成部分。由于膜結構獨特的造型是其他結構類型無法比擬的，故成為近來建筑入口經常采用的形式。
步行街
    利用膜結構輕巧，別致的造型建造各種半封閉，全封閉的不行空間，使其形成全天候的建筑空間，提供防風雨，防日曬等人工環境，并有較好的標識招攬效果，因此是步行街改造和新建的絕佳選擇。
停車場
    隨著都市現代化步伐的加快,汽車成為任何一個都市不可缺少的交通工具。我國由于汽車工業高速發展，城市的汽車擁有量成倍上升，但城市建設規劃沒能盡快適應這一發展的要求，常常是車無停放之地。所以在建設群規劃時就應充分考慮停車場的問題，把停車場的建設和規劃當成現代城市建設規劃的重要組成部分，變得越來越重要。同樣，膜結構在停車場建設中也擔當重要角色。
　 　生活在現代都市的人們已經從過去以謀生為目的的社會行為走上了以“樂生”為目的的新臺階，在精神上追求健康向上，愉快和富有人性的文化環境。現代建筑環境是現代城市，現代文化與社會，現代人的生活和觀念的綜合表象。在展現人的個性化，自娛性和多元性環境空間方面，，膜結構以其獨具魅力的建筑形式，必將會在環境建設中得到越來越廣泛的應用。

結構膜

　　一般鋼結構屋頂，是由橋梁支撐屋面板，上面覆蓋防水、隔熱層，這些屋面材料皆不承受結構力。但膜結構中的膜本身就承受活荷載包括風壓、溫度應力等，膜既是覆蓋物，亦是結構的一部分。

以材質分類，結構膜有以下兩種:

    平面不織膜：由各種塑料，在加熱液化狀態下擠出的膜，它有不同厚度、透明度及顏色，最通用的是聚乙烯膜。亦有以聚乙烯和聚氯乙烯熱熔后制成的復合膜，其抗紫外線及自潔性強，且使用年限可從7年延長到15年，此種膜因張力強度不大，而自跨度不大，屬于半結構性的膜材。
    織布合成膜：以聚酯絲織成的市心，雙面涂以PVC樹脂，再用熱熔法覆蓋上一層聚氟乙烯膜，制成復合膜，使用年限從 7年延長到15年。因布心的張力強度較大可以使用于多種的張啦力型結構，跨度可達8m－10m，在美、日、法等國皆生產多種品牌。

幾種膜結構
與上述結構膜結合的結構大約有下述幾類:

純鋼拱形結構
    采用傳統的梁柱系統，屋頂為圓拱式，柱梁間距一般為8m左右。

 
混凝土結構主體加鋼拱
    以上兩種最簡單的膜結構，依平面的形狀，如方形、菱形等，可有許多變化，拱的間距依使用的膜材強度、設計荷載、風力等確定。

混凝土主體結構加鋼索
    脊素為上彎，位于膜布下面，谷索為下彎，位于膜上面。兩種鋼索的彎向相反張拉后造成相反方向的垂直力，使膜市受到垂直方向的張力，膜布中水平方向的張力直接張拉形成。

混凝土主體結構加鋼柱 
    張拉式帳篷膜結構

大型（跨度在200m以上）氣撐式膜結構
    用扁鋼作的鋼索加上膜布，可以做成大跨度的巨型屋頂。這種建筑，結構簡單，施工方便，經濟效益高，無需維修。但因需常年維持封閉，進出較不便，現己不再新建，但仍不失為一種好的結構形式。由于膜結構需要精確的設計及剪裁，以達到理想的效果，大衛、蓋格和哥倫比亞大學的同僚邁克、馬克麥克和約塞夫、賴特共同開發了非線性鋼索計算程式，為氣撐式大型膜屋頂工程設計奠定了基礎。自1973年至1978年，在世界各地一連建造了12座氣撐式膜結構大型室內體育館，與同時期落成的其他球場比較，這些膜結構的體育館不但價格便宜，而且施工快。面積40000m2的銀頂球場的屋頂只用了11.5個月即全部完成。為世界最大之室內體育館。
鋼索穹頂

    1980年左右，蓋格先生又創造了使用永久性結構膜的新技術，這種新技術是基于工程哲學家巴克明斯特．富勒的理論。富勒認為現代的結構都是在對抗地心吸引力，不斷地爭取壓力的連續性，但自然界并非如此。這是一項看似平淡，實則非常智慧的哲理，1983年他發表的文章中建議在結構上逐步減少壓力的影響，而增加張力的作用，富勒將他的新觀念命名為“張力式”,英語是張力（Tension）和完整(Integrity）二字的合成。在這種理想的結構中“壓力桿件是張力大海中的一個小島”。蓋格先生對富勒的哲理，則有更進一步的解釋，他認為“空間的跨越是由連續的張力索和不連續的壓力桿”完成的。在這一理論基礎上，他提出鋼索穹項由以下桿件組成：中央張力環經由數目為四的倍數的脊索、環索、中繼斜拉索、壓力桿和斜拉索而到達壓力環梁，形成一個完整封閉的張力拱結構系統。