20世紀60年代隨著現代柔性建築材料的發展，建築師們從帳篷著一最古老的簡單建築結構出發，構造出了魔幻般的形式--膜結構。膜結構建築是一種全新的建築結構形式，它以優良的織物為材料，利用柔性鋼索或剛性支撐結構，將織物繃緊，從而形成一定剛度，張力，能覆蓋大跨度間的結構體系,是可以構成單曲面，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。我國的膜結構近十年裡得到飛速發展，全國各地在建和已建的膜結構場館、小品不計其數，最為大家熟悉和深刻的為“2008年北京奧運會的國家體育場(鳥巢)、國家大劇院、國家游泳中心(水立方)”。
21世紀膜結構介紹-膜結構知識-空間膜結構系統解決專家的形式與分類
薄膜結構的結構形式千變萬化，根據不同的支承方式，通常將其分為空氣支承結構（充氣膜結構）、張拉式結構及骨架支承膜結構三大類。
1．氣承式：是利用薄膜內外的空氣壓差來穩定膜面以承受外荷載的結構形式。
2．張拉式（索網式、脊谷式）：是由索網結構發展而來的，指依靠薄膜自身的預張力與拉索、支柱共同作用構成的結構體系。它的結構加大了建築形象的可塑性，結構形式的靈活性的適應性，決定了建築應用中的廣泛性。它的表現性強，結構效能強，施工精度要求高。
3．骨架式：是指以剛性結構（通常為鋼結構）為承重骨架、並在骨架上敷設張緊的膜材的結構形式。主體結構由剛性骨架（空間網格結構）形成，膜材作為覆蓋材料，受力方式靠膜材受力後的變形來抵抗外荷載，並傳遞給主體結構。
膜結構的建築語言
在更高層次上達到建築與藝術的高度和和諧統一，在建築語言特徵上，呈現明顯的理性技術表現傾向。高聳的桅杆、異型空間的鋼構體系、堅如射束的鋼索、富有機械藝術魅力的鋼製節點、充滿張力、曲線的變幻膜體以及其它建築技術可望不可及的大跨度自由空間，使膜建築更富有理性技術邏輯的表現特徵。
膜結構的特點
與傳統結構相比，膜結構有以下主要特點：
1．自重輕，跨度大。以建築織物製成的薄膜結構的突出特點是自重輕，與傳統結構相比有數量級的差別，可以輕易地跨虎較大的跨度。
2．建築造型自由豐富。膜結構建築造型豐富多彩、新穎獨特，富有時代氣息，打破了傳統建築形態的模式，給人耳目一新的感覺。
3．施工方便。膜材的裁剪、粘合等工作主要在工廠完成，幷包裝成膜成品運至現場,相比其他由工廠製作的構件、運輸、搬運都更方便。
4．經濟性。膜結構中的膜材料既是承載構件，又是屋面圍護材料，本身還是良好的裝飾材料，因而膜材作為屋面材料可降低屋面造價；由於屋面重量減輕，可相應降低基礎及主體工程的造價；膜結構的日常維護費用也極小。
5．安全性。由於膜材的自重輕，膜結構建築具有良好的抗震效能；膜結構屬柔性結構，可承受較大的位移，不易整體倒塌；膜材料一般均為陰燃材料或不可燃材料，不易造成火災．因此膜結構具有較高的安全度。
6．透光性。 膜材具有良好的透光性，透光率約７％～１６％，雙層膜的透光率約４％～８％；同時膜材對光具有折射率（７０％以上），陽光透過膜面可在室內形成自然漫射光，白天大部分時間無需人工採光，可大大節約人工照明能耗，而晚上的室內燈光透過膜面給夜空增添夢幻般夜景。
7．自潔性。膜材的表面塗層、特別是其中的聚四氟乙烯（PTFE）塗層，具有良好的非粘著性，大氣中的灰塵及髒物不易附著與滲透，而且其表面的灰塵被雨水沖刷乾淨，常年使用後仍能保持外觀的潔淨及室內的美觀。
膜結構設計
膜結構的設計由於其自身的特點不同於一般傳統結構形式，技術上必須經過如下四個步驟。
1．建築方案設計：一般由建築師根據業主的意圖、功能要求、環境條件等初步確定建築的平面形狀尺寸、空間形式及三維造型、淨空體量等，基本確定各控制點的座標。考慮經濟和施工工藝等技術條件，與膜結構工程師、業主及施工技術人員等一起確定經濟合理的初步設計方案。
2．找形分析：於索膜結構而言，在沒有施加預應力之前，是沒有結構剛度的，也就是說膜結構任何時候不存在無應力狀態。由於膜材料本身沒有抗彎剛度，其曲面形狀與預應力值的大小和分佈是一一對應的，因此在控制點座標確定後，給定一合理的預應力值及其分佈，才能確定合適的膜曲面形狀。預應力值的大小與分佈是需根據多方面的條件進行反覆調整後綜合確定的，這個過程叫做找形分析。此過程與方案設計過程往往密不可分，往往需反覆調整方可即滿足建築形狀的要求又保證結構的經濟合理及安全可靠。
3．荷載分析：膜結構的控制荷載通常是風載和雪載。在荷載作用下膜結構的變形較大，因此精確計算結構的變形和應力分佈要用幾何非線性的方法進行。根據不同工況下計算出的索、膜、梁、杆等結構構件中的內力分佈的最不利情況，來選定索、膜等材料的型號及尺寸，確定詳細的節點做法及構造措施等。因此，經濟安全的索膜建築必須經過仔細的內力分析後才能完成，不是憑經驗拍腦袋就能確定得了的。荷載分析的另一目的是檢驗確定索、膜中初始預應力，一般來說在找形分析時先根據經驗假定一預應力值及其分佈，然後經荷載分析來判定其合理性，即預應力的大小與分佈應使在最不利工況下必須滿足使用要求、整體和區域性位移要求及排水功能等要求。
4．剪裁分析：剪裁分析就是在預應力狀態下的曲面形體上尋求合理的裁剪線位置及其分佈，然後按照一定的方法將三維曲面展開為二維平面。為物盡其用，一般要按照膜材料幅寬進行裁剪，但要兼顧到膜曲面曲率變化情況。由於膜材料具有雙向異性性質，故裁剪線的佈置要與計算時所設定的膜材經緯向一致，才能保證計算結果與實際相符。膜材料的裁剪下料通常是在無應力狀態下進行的，如何在預應力的形體上進行無應力狀態下的裁剪分析，國內外學者都已進行了較為深入的研究，提出了諸如幾何法、最小二乘法、動態規劃法與平面熱應力原理相結合的有限單元法等多種方法，但在實際工程中還必須考慮以下幾點：
（1）必須保證索邊界的工作點不變，對於其它硬性邊界，由於構件本身存在一定的空間尺度，可根據實際情況改變膜的工作點或保持膜的工作點不變，變換連線構件的做法，但一般說來後者較困難一些。另外，邊角處膜的剪裁應嚴格按照實際結構構造做法尺寸進行裁剪。
（2）確定膜的經緯向佈置及膜片之間現場拼接縫位置，膜的經緯向佈置會影響觀瞻、膜材的利用率、製作的工作量等，還須與計算模型相吻合。現場拼接縫處理不當容易漏雨，所以一般在脊處作為現場拼接縫比較合適。
（3）膜材與硬邊界的連線點處，應考慮特殊的補償值，以便於安裝。
（4）膜的剪裁要充分利用膜材料的幅寬，即考慮了熱合搭接長度、預應力伸縮補償、邊界做法等因素後，裁出的膜片要儘量接近膜材的幅寬，以提高膜材的利用率。
膜結構應用領域
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、游泳館、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（挑簷）、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、標誌性小品、步行街、停車場等
