膜结构体系的应用和发展
2024年膜结构市场前景分析
膜结构市场前景分析引言随着科技的不断进步和人们对环境保护的重视，膜结构作为一种新型建筑材料逐渐受到市场的关注和认可。
本文将对膜结构市场前景进行分析，并探讨其潜在的发展机遇。
1. 膜结构的定义和特点膜结构是一种以薄膜材料作为主要构件的建筑结构，其特点包括轻质、高强度、耐候性好、透光性强等。
膜结构具有较高的抗风、抗震性能，同时具备良好的自洁性和耐腐蚀性。
这些特点使得膜结构在城市景观、体育馆、公共设施等领域具备广泛的应用前景。
2. 膜结构市场现状目前，膜结构在国内外市场的需求呈现逐年增长的趋势。
在国内，随着城市化进程的加速和人民生活水平的提高，人们对环境舒适度的要求越来越高，这为膜结构在商业、居住和休闲等领域的应用提供了较大的市场空间。
同时，政府对于可持续发展和环境保护的政策支持也为膜结构行业的发展提供了有力保障。
在国际市场，膜结构已经在很多发达国家得到广泛应用，并形成了成熟的市场体系。
特别是在一些气候条件恶劣的地区，如中东地区和北欧，膜结构的抗风、抗雨能力使其成为首选材料。
未来随着技术和市场的进一步发展，膜结构在国际市场的需求将进一步增加。
3. 膜结构市场前景分析3.1 城市景观领域的发展机遇随着城市化进程的不断加快，城市景观设计成为吸引人们眼球的重要方式。
膜结构具有轻盈、灵活的特点，可以塑造出独特的景观效果，成为城市景观设计的重要手段。
未来，在城市公园、市政广场等公共场所的景观设计中，膜结构有望得到更广泛的应用。
3.2 体育场馆领域的发展机遇体育场馆是膜结构的重要应用领域，膜结构的高强度和透光性使其成为建造体育馆的理想选择。
随着体育事业的发展和大型体育赛事的举办，体育馆的建设需求不断增加。
膜结构作为一种节约材料和能源的建筑形式，具备很大的市场潜力。
3.3 社区设施领域的发展机遇随着人民生活水平的提高，社区设施建设成为城市发展的重点。
膜结构的轻质特性使其成为社区设施建设的理想选择，例如遮阳棚、集会场所等。
膜结构介绍
膜结构介绍 一种适合建筑的新材料的出现，必然引建筑结构的革命，如历史上的混凝土和钢材，70年代以来，以欧美为中心发展起来的新型织物膜材，也是如此，用这种优良的织物，辅以柔性或钢性支撑，可绷成一个曲率互反，有一定刚度和张力的结构体系。
这种全新的建筑结构形式，集建筑学、结构力学、材料学与精细化工、计算机技术等为一体，具有以下优秀的特点： 1、造型的艺术性。
它既能充分发挥建筑师的想象力，又能体现结构构件清晰受力之类。
2、良好的自洁性。
膜建筑中采用具有防护涂层的膜材，可使建筑具有良好的自洁效果，同时保证建筑的使用寿命。
3、施工的快捷性。
膜建筑工程中所有加工和制作均在工厂内完成，现场只进行半成品组装，因此施工简便快捷，施工周期短。
4、较好的经济性。
由于膜材具有一定的透光率，白天可减少照明强度和时间，因而比较节约能源，降低了长期使用费用，同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
5、 结构自重轻，非常适合于建造大跨度空间结构。
膜结构的分类 膜结构按结构受力特性大致可分为充气式膜结构、张拉式膜结构（Tension/Suspension membrane structure）、骨架式膜结构（Frame membrane strcture，Cable dome membrane structure）、组合式膜结构（Compound membrane structure）等几大类。
充气式膜结构张拉式膜结构骨架式膜结构组合式膜结构膜 应 用 领 域：★ 体育设施： 体育场、健身中心、游泳馆、网球馆、篮球馆等。
★ 商业设施： 商场、购物中心、大型会展场所、餐厅、酒店（挑檐）等。
★ 文化设施： 展览中心、剧院、会议厅、博物馆、植物园、水族馆、音乐广场等。
★ 交通设施： 机场、火车站、公交车站、收费站、码头、加油站、天桥连廊等。
★ 工业设施： 工厂、仓库、科研中心、处理中心、温室、物流中心等。
★ 景观设施： 建筑入口、标志性建筑或景观性小品、广场休闲区、海滨娱乐休闲建筑、居住小区、游乐场、步行街、停车场、楼宇屋顶改造更新等。
薄膜结构面面观
薄膜结构面面观摘要：膜结构作为一种新型的建筑结构体系在上世纪70年代受到人们的普遍关注，并在大空间建筑中得到广泛的应用。
本文以漫谈的方式概述膜结构的起源，发展，性能，应用及其对建筑理念的影响。
关键词：膜结构网膜结构缆索膜结构穹顶大空间0 引言所谓膜结构是指积极地利用膜状材料并在结构与建筑设计上能充分表现膜结构的特点的结构形式。
膜结构的材料特性决定了它独特的结构形态以及建筑形态。
就其对建筑造型的空间形态的影响来看，空间造型表现出一种轻逸感，建筑摆脱了沉重的结构构架，使人们从深沉厚重的建筑审美感觉中解放出来，并且逐渐接纳前者，如今轻的表现倾向于向大空间构架方向发展。
“轻”以成为建筑审美的一大特点是建筑技术的体现，而支撑这种轻盈的膜材或膜面的构造也应具有轻量感。
用大空间构架来表现轻的感觉是一种世界流行的趋势。
在欧美及世界各国的建筑师都采用独特的手法以获得这种轻的效果。
对“轻”的追求已成为某些类型建筑设计的理念。
1 发展过程膜结构真正在世界范围内发展起来的标志应是1970年的日本大阪的万国博览会，此前，在欧洲膜结构已经较为广泛的应用到了建筑设计中，但是并没有在全球的范围内普及。
其中的原因很多。
首先，膜结构是一种新型的高技术含量的建筑结构。
发展中国家及落后国家没有能力支持其技术的开发与研究更谈不上应用到建筑设计当中去。
其二；作为永久性的建筑材料，必须是不燃的，而且，对建筑材料的强度和耐久性也有很高的要求。
而原来的膜结构在防火，荷载等方面都存在技术上的缺陷与不足。
因此，它无法成为永久性的建筑材料而只能用于临时性质的建筑中。
很长的一段时间内，膜结构只适用于类似博览会建筑等特殊建筑中。
但是，建筑师，结构工程师们却被这种新型结构的魅力所折服，这激发了它们研究膜结构的热情。
之后，通过若干次博览会膜结构得到了近一步的研究，膜材料也经过多次试验，逐步确立了膜结构的设计方法。
这时期进行了大量的膜结构的结构分析。
借助电子计算机对膜结构的形态及膜材料的非线性特征作了大量的研究，对膜面皱折，形状及结合处的分析已经是很普及了。
建筑模结构及膜材料发展
建筑模结构及膜材料发展摘要一九七零年，日本大阪博览会的美国馆和富士馆全部运用了膜结构建筑，引发了建筑界的瞩目。
在之后的几十年中，建筑膜结构得到了飞速的进展。
大多数的膜结构由钢材与和索组成，其他与膜的膜结构也慢慢朝着功能和智能化。
膜材具备轻巧美观的特点；透光节能，环保，阻燃性能优势；防污自洁性能；安全，生命周期长等特征。
根据相应的优势，建筑崭露头角。
膜结构被叫做是“二十一世纪的建筑”。
他们用于大规模体育场馆，入口廊道，商场，赌场，停车场，展览厅和植物园等。
本文介绍了近年来国内外膜结构材料的发展及其在建筑领域的应用，并对几类主要产品以及不同生产商生产的同类产品进行了性能对比，通过各类产品的优劣性对比，并且从构造和受力特点上分析了膜结构的3种形式，详细介绍了PTFE建筑膜材、PVC类建筑膜材和其他几种特殊的建筑膜材的性能特点。
阐述了新型建筑膜材的发展现状和新产品以及它们在世界范围内的应用实例，并对我国建筑膜材的发展进行展望。
希望我国的膜结构建筑技术能更上一层楼，在膜材料生产技术上能逐渐走上国产化，生产出中国造的“膜材料”关键词建筑；膜；材料；发展1 前言膜结构的历史能够回忆到古代树木制成的帐篷，然后固定在支撑树皮或野兽皮肤上。
现代膜结构被广泛应用于从一九七零年大阪世界博览会建筑上开始，由于膜结构的标志性建筑---美国馆以及富士博物馆引起了全球的注重，从那以后，膜结构获得了飞速进展。
在那个时候，根据专家的估计，从一九七零年到一九九六年，全球上大概有一百五十个大规模的膜结构建筑。
目前，由于建筑膜结构新颖美观，被大量应用到各种大跨度建筑，重量轻，跨度大，抗震性优，施工方便，全面通过自然光。
他们被叫做是“二十一世纪的绿色建筑”。
根据相应的优势，与建筑结构相匹配的建筑膜材也逐渐崭露头角。
其重量轻，强度高，阻燃，防污，自洁，透光性好，安全使用寿命长，是膜结构中的重要材料。
现阶段，膜正在慢慢朝着功能化和智能化进展。
膜结构在大跨度建筑上的运用
骨架式膜结构是采用刚才做成屋顶的骨架，在骨架的上方张拉膜材料的一种形式，能够使用在各种规模的建筑当中，但其造型较单一，需要靠外部施加的张力使其保持一定的形状，但是由于其成本较低，经济效益吸引广大建筑商，骨架式膜结构依然被广泛地使用。
四、结语
经过长年的开发和研究，膜结构已经得到进一步的发展，成为一种有活力的建筑结构，它的广泛应用体现了膜结构在大跨度建筑中的应用前景，国内外专家学者应该进一步发挥其优势，在更广泛的领域中加以运用。
膜结构的材质自身的受弯刚度接近于零，但是如果使用各种不相同的支撑结构来承受膜结构表面的张力，就能形成具有一定刚度的表面。这也是膜结构能够与建筑风格和布局相适应的一个原因，完美体现力在膜结构状态之上，使得膜结构能够有机运用于大跨度建筑结构的设计当中。
（二）膜结构能很好地满足建筑功能的需求
因为膜结构使用的材质大多是半透明的，这些材质的透光率在通常情况下为百分之四到百分之十六，可以满足大跨度建筑在一般情况的采光要求，在白天可以做到不用人工照明，这样既大大降低了能源电力成本，而且给人以自然开阔的体现。此外，因为膜结构使用的材料一部分具有反射性，因此在热带地区，膜结构能够反射大量的太阳热能，降低温度。而在寒带，在大跨度建筑上可以使用双层的膜结构，并且向双层膜之中充入热空气，或填充性能优良的透光隔热材料，可以达到良好的保温和隔热的效果。综上所述，膜结构能够使得大跨度建筑物在透光的情况下，不受温度、天气的影响，加之膜结构使用的材质的不易燃性、抗水性能良好，大大增加了建筑物的防灾性能。
经过二十世纪九十年代的发展，膜结构成为了一项可以代表目前建筑先进技术和材料行业发展程度的结构体系。在原始人时期，原始人就开始使用动物毛皮做成帐篷，这就是最初的膜结构。上世纪开始，建筑师利用此方法原理，建造了宇宙飞船、雷达天线罩等，使一些科学发明能够运用膜结构。同时，一些临时建筑也运用了膜结构，如马戏棚、仓库、帐篷等等。但直到一九七零年，在日本举行的世博会中所使用的建筑运用的空气膜结构，代表着膜结构进入一个新的时代，至此之后全世界各个地区开始了对膜结构的研究以及运用。二十世纪七十年代，美国的几家公司联合设计研发了玻璃纤维和聚四氟乙烯为材料的新型膜结构材料，标志着膜结构可ห้องสมุดไป่ตู้被运用于永久建筑中。
膜结构的介绍及应用
膜结构的介绍及应用膜结构是一种建筑与结构完美结合的结构体系。
它是用高强度柔性薄膜材料与支撑体系相结合形成具有一定刚度的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由轻巧、阻燃、制作简易、安装快捷、节能、安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用。
这种结构形式特别适用于大型体育场馆、入口廊道、小品、公众休闲娱乐广场、展览会场、购物中心等领域。
一、膜结构的分类从结构方式上大致可分为骨架式、张拉式、充气式膜结构3种形式1.骨架式膜结构（FrameSupportedStructure）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。
2.张拉式膜结构（TensionSuspensionStructure）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到安定的形式。
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料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（PneumaticStructure）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，可得到更大的空间，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。
体育场屋面都选用PTFE膜结构的原因
体育场屋面都选用PTFE膜结构的原因体育场屋面结构一直是建筑设计和工程建设的难点之一，因为不仅要保证结构稳定和安全性，更重要的是要满足大面积覆盖和良好的视觉效果。
在国内外各类体育场馆建设中，越来越多的体育场选择了PTFE膜结构。
本文将探讨体育场屋面选择PTFE膜结构的原因。
PTFE膜结构的特点PTFE膜结构是指采用聚四氟乙烯(Teflon)材料制成的膜结构体系，在建筑领域应用非常广泛。
PTFE膜结构具有以下特点：1.质轻：PTFE膜结构的密度为2.1~2.3 g/cm3，比大多数金属轻。
2.抗拉强度高：PTFE膜结构可以提供非常高的抗拉强度，抗风能力强。
3.耐候性好：PTFE膜结构具有优异的耐候性能，可以长期抵抗恶劣的气候环境。
4.透光性好：PTFE膜结构本身是半透明的，可以将阳光透过，在覆盖物下创造出温暖而柔和的氛围。
5.节能环保：采用PTFE膜结构做成的屋面具有良好的隔热性和光透过性，可以有效节约能源并达到环保目的。
PTFE膜结构在体育场馆中的应用随着大型体育场馆的兴建，建筑师和工程师不断探索使用PTFE膜结构实现大面积覆盖的方法。
PTFE膜结构具有极高的可定制性，可以根据建筑的形态和需要，打造出独一无二的覆盖系统。
以下是PTFE膜结构在体育场馆中的应用案例：1. 奥林匹克体育中心(水立方)奥林匹克体育中心，又称水立方，是2008年北京奥运会的游泳场馆。
该体育馆的膜材料选用了PTFE膜结构，可以让光线透过但不让热量透过，让游泳者在室内享受阳光的温暖，同时又不用担心高温。
此外，该馆内的天棚还使用了智能控制系统，可以自动调节温度和湿度，大大提升了场馆的舒适性。
2. 鸟巢鸟巢，是2008年北京奥运会的主场馆。
该体育场馆的屋面采用了PTFE膜结构，增加了建筑的视觉效果。
膜材料不仅赋予了鸟巢舒适的室内环境，还起到了降低温度和节约能源的作用。
3. 美国达拉斯球场美国达拉斯球场是一座美式橄榄球场馆，采用了PTFE膜结构的屋面设计。
第八章 新型钢结构 膜结构简介
膜屋顶下
体 育 场 内 景
亚特兰大市佐治亚体育馆，美国
佐治亚体育馆是一个空间桁架，其底部弦杆由环形索替 代。屋顶为240m x 192m的椭圆形，是同类索膜结构 中世界上最大的。它由涂有聚四氟乙烯的玻璃纤维膜 覆盖。
膜顶施工中俯瞰
鸟
巴里市圣.尼古拉体育场，意大利
为1990在意大利举行的世界杯建造的八个体育场之一。 带PTFE涂层的玻纤膜顶，由26块各自从上层观众席
充气膜内部
香港沙田马场膜结构
迪拜酒店
坐落在海边的迪拜
酒店宛如一叶帆船飘 扬在大海上，320米 高的迪拜酒店采用双 层PTFE膜，并成为在 世界上最高的膜结构
建筑。
二、节点及连接
中山标志塔 膜结构工程
边索
脊索
支座节点
连接板 边索
三、膜结构破坏的图片
三亚美丽之冠
四、膜结构的找形
德国斯图加特体育场
上海八万人体育场
上海体育场屋盖是一个马鞍型，由径向悬挑桁架加环 向桁架组成的环状大悬挑钢管空间结构。屋面层为57个 伞状拉索结构。
上海体育场
熊本市公园穹顶，日本
双层充气膜形成了一个直径107m的、以锥台状框架 为中央支撑的“浮云”。
西 侧 鸟 瞰
双层充气膜上部
熊本市 公园穹 顶圆屋 顶内景
膜结构图纸 1、建筑图 2、结构图
4、夹板图 3、加工图
谢谢！
动力松弛法
动力松弛法是一种求解非线性问题的数值方法， 最早用于索网结构。动力松弛法从空间和时间两方 面将结构体系离散化。空间上的离散化是将结构体 系离散为单元和结点，并假定其质量集中于结点上。 如果在结点上施加激振力，结点将产生振动，由于 阻尼的存在，振动将逐步减弱，最终达到静力平衡。 时间上的离散化，正是针对结点的振动过程而言的。 具体点说，先将初始状态的结点速度和位移设置为 零，在激振力作用下，结点开始振动，跟踪体系的 动能，当体系的动能达到极值时，将结点速度设置 为零；跟踪过程从这个几何重新开始，直到不平衡 力为极小，达到新的平衡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
张其林/ZHANG Qilin摘要：本文分析了膜结构中曲面单元的建筑几何特征，通过工程实例展示了膜结构体系的类型及其特点，介绍了在新型膜结构体系方面的若干研究成果，探讨了膜结构体系的应用和发展趋势。
Abstract: This article analyzes the architecturalcharacteristic of curved surface in membrane structure.By presenting several real projects, it introduces differenttypes of membrane system and their features, presentsrecent research on new membrane systems, and discussesthe trends of application and development of membranestructure systems.关键词：膜结构建筑，膜材料，膜结构体系Key words: Membrane architecture, Membrane materials,Membrane structure systems作者单位：同济大学土木工程学院收稿日期：2009-08-25一、 前言膜结构在国内的应用晚于世界近50年，但近10几年来，膜结构在国内的应用发展速度高于世界任何地区。
目前，膜结构已广泛应用于大型体育场馆、展览中心、航空和铁路交通、文化娱乐等公共建筑中，雕塑、小品等小型临时建筑也在公共绿地和公园中极为普遍。
膜结构之所以得到如此众多的建筑师的青睐和日益广泛的应用，根本原因在于膜材料的独特性。
区别于传统建筑材料钢、混凝土及玻璃的“刚性”本质，膜材料是一种完全“柔性”的材料，又是一种介乎不透明的钢或混凝土与全透明的玻璃之间的“半透光”的材料。
因这些特质，膜结构可以生成各类丰富多彩、复杂多变的空间光滑曲面，能够充分反映建筑师的独特个性，甚至能够生成令建筑师感到惊喜的出乎其意的建筑效果。
膜结构按所采用的材料，可划分为PVC材料膜结构、PTFE材料膜结构、ETFE材料膜结构；按其建筑几何元素，可划分为马鞍形膜结构、伞形膜结构、碗形膜结构；按其支承结构体系及支承方式，可划分为张拉膜结构、框架支承膜结构、气承式膜结构、气枕膜结构；按其使用功能和使用方式，还可划分为可移动、可展开、可开合膜结构等。
二、膜材料的类型和基本特点膜材料可分为两大类：基层涂层类和高分子复合类。
基层涂层类材料由双向纤维编织的基材和具有耐久和自洁功能的涂层组成[1]，见图1所示。
其中，基材有玻璃纤维基材和聚酯纤维基材两类，涂层有PVC和PTFE两类。
玻璃纤维基材一般覆盖PTFE涂层，而聚酯纤维基材一般覆盖PVC涂层。
所以，常将玻璃纤维类膜材称为PTFE材料，将聚酯纤维类膜材称为PVC膜材。
高分子复合类膜材是ETFE材料经特殊处理后制造的高强度薄膜材料，常称为ETFE膜材。
膜结构体系的应用和发展THE APPLICATION AND DEVELOPMENT OF MEMBRANE STRUCTURE SYSTEMS膜材料是一种完全柔性的面料，所以膜面受拉时张紧，拉力为零时松弛褶皱。
越是曲率半径小的膜面越能保证其保持较大水平的拉力，平面膜面极易发生应力松弛而导致褶皱，所以膜面必是曲面。
但膜材料成品是平的，当采用平的膜成品制成曲面膜面时，只能将成品平面裁剪成具有较窄宽度的裁剪片，各裁剪片拼接形成近似曲面，再经张拉才能形成光滑的膜面。
裁剪片之间拼接缝具有两层膜面厚度，与单层膜面透光率差异很大，所以拼接缝在膜面上是可见且极为明显的（图2）。
如果膜面上拼接缝杂乱无章，将大大影响其美观性，所以必须按一定规则设计一个美观的拼接缝图案。
PVC、PTFE和ETFE膜材料均具有一定的弹性变形能力。
其中PVC的变形能力最强，因而仅需较小的张力就可生成较光滑的曲面，但相对而言，PVC膜材的耐久性和自洁能力又较差，一般用于临时建筑和半永久性建筑中。
PTFE可用于永久性建筑中，但价格一般高于PVC材料。
相对于PVC和PTFE膜材，无基材的ETFE材料的应力蠕变现象明显且持续时间长[2]，所以宜用于制作充气单元，这样可以通过补充空气维持气压稳定以保持膜面具有足够的张力、不因蠕变而松弛。
因为没有基材，ETFE是一种近乎透明的材料，所以运用小尺度的充气ETFE膜单元还可以替代玻璃面板或配以灯光达到特殊的建筑效果。
PVC和PTFE为半透光的材料，所以在大面积覆盖的建筑屋面中运用PVC和PTFE在白天无需照明，将达到很好的节能效果。
PVC和PTFE的水密性和气密性不亚于ETFE，所以也可应用于各类充气单元和充气结构中。
三、膜结构表面的建筑几何元素任何复杂或大型的膜结构表面均是由许多相对独立的曲面单元组成的，曲面单元是指至少包含一个多边形封闭边界的面内受拉的膜面单元。
在一个多边形封闭边121 基层涂层类膜材2 膜面上的裁剪缝界内，完全“柔性”的膜面可以依靠其自身的面内张力维持形状（图3a），或内部支承于一个或多个支点（图3b），或与垂直于膜面的空气压力相互平衡而维持形状（图3c）。
从图3a和图3b中截取任意膜微元，可以发现膜微元任意两个正交方向的曲面曲率必是反向的，因为只有这样，两个方向的膜面张力才能互相平衡，膜面形状才能据此维持，这种具有正交反向曲率的曲面称为“负高斯曲面”，见图4a。
而从图3c中截取任意膜微元，可以发现，膜微元任意两个正交方向的曲面曲率必是同向的，因为柔性松弛的膜面在其法向空气压力作用下必然生成两个同向的膜面面内拉力，据此达成平衡并维持曲面形状，这种具有正交正向曲率的曲面称为“正高斯曲面”，见图4b。
图3a的曲面单元是典型的具有负高斯曲面性质的马鞍形曲面，图3b的曲面单元是具有负高斯曲面特性的带桅杆支撑的伞形曲面，图3c的曲面单元是典型的具有正高斯曲面性质的碗形曲面。
四、 膜结构的体系和类型膜曲面单元的边界通过点或线连接于膜结构支承体上。
膜结构支承体可以独立构成一个稳定的结构体系，膜曲面单元仅为围护体，这类膜结构称为框架支承式膜结构体系；膜结构支承体也可与膜曲面单元共同形成稳定的受力结构体系，膜曲面单元成为不可缺少的受力单元，这类膜结构称为张拉膜结构体系；碗形膜曲面单元可以由充斥于整个建筑体内的空气压力所支承，这类膜结构称为气承式膜结构体系；两个碗型膜曲面可成对封闭并由充斥其内的空气压力所支承，这类膜结构称为气枕结构体系。
1. 张拉膜结构体系张拉膜结构中，膜结构的曲面单元与其支承体共同构成了一个完整的结构受力体系。
张拉膜结构的支承体一般为脊、谷、边、斜拉索及撑杆或飞柱等集成体，并不能独自构成稳定的受力体系，膜曲面单元的破损或缺失将导致整个结构体系的溃塌。
图5给出了一个典型的张拉膜结构实例，在其中的伞形曲面单元中，一旦膜面缺失，飞柱及其下的由3根钢管和拉索组成的支承体将溃塌失效。
在实际工程中，一般通过设置主要支承体的稳定索和膜单元的脊索等，来确保整个膜结构体系的安全，亦可做到“膜损屋不倒”。
3a3b3c456 3 膜曲面单元3－a 依自身面内张力维持形状3－b 依内部支承点成形并维持形状3－c 空气支承维持形状4 负高斯曲面与正高斯曲面5 张拉膜结构（东京大学某结构实验室）6 2010上海世博轴屋面张拉膜结构体系在张拉结构中，膜面必须充分张紧才能承担其结构单元的功能。
因为充分张紧，膜面高度光滑和光洁、室内具有极佳的透光效果，这些形成了张拉膜结构体系重要的建筑魅力；因为膜面充当了结构受力单元，支承体并非完整的结构体系，所以支承体构件较少，结构体系极其简洁，这形成了张拉膜结构独特的结构魅力。
正因为兼具特别的建筑和结构魅力，张拉膜结构体系往往成为建筑师的首选，所以，它在膜结构建筑中应用最为广泛。
2010年上海世博会中轴屋面也采用了张拉膜结构体系（图6），这是目前世界上最大的张拉膜结构体系。
张拉膜结构体系如未经妥善设计，将导致结构体系的安全度不高，一旦膜面因强台风或其他原因破损，将导致整个结构体系的失效。
2. 框架支承式膜结构体系框架支承式膜结构体系中，膜面或膜单元曲面仅仅起围护作用，膜面的支承体系是独立且稳定的结构承重体系。
曲面单元可以是马鞍形或伞形的。
这类膜结构体系的最大优点在于结构体系的安全度极高，因为膜曲面单元的损坏或缺失不会影响整个结构体系的安全性。
但因为这类膜结构体系中支承体系构件较多，极大地影响了其室内建筑观感和透光性，无法充分体现膜结构轻盈飘逸的特点。
图7－9是国内建造的较有影响的框架支承式膜结构体系。
3. 气承式膜结构气承式膜结构中，建筑物的整个屋面形似一个倒扣的碗面，由充斥于建筑物内的空气压力支承。
由于膜材料极轻的自重，这类膜结构所需空气压力也极小，所以，气承式膜结构是一种极为轻型高效的结构体系。
但是，采用气承式膜结构体系的建筑物，必须设置鼓风装置，不间断地充气以补充气压，一旦断电后，整个屋面膜曲面将逐渐掉落。
建筑层高较低的气承式膜结构建筑内，必须充分考虑到这一情况，通过设置支架防止膜屋面掉落导致室内人员受困窒息的情况发生。
图10为采用气承式膜结构体系的东京穹顶。
4. 气枕式膜结构体系气枕式膜结构体系的膜单元类似充气枕头，依靠填充于封闭膜单元内的气压支承膜单元的曲面形状。
2008北京奥体国家游泳馆“水立方”的墙面上就填满了很多大小不一的ETFE 气枕膜单元，如图11所示。
气枕式膜结构一般采用ETFE 透明材料配以灯光可达成炫彩的建筑效果。
与气承式膜结构类似，气枕内的空气气压必须恒定以维持气枕形状。
所以，一般必须设置气枕气压的监控和自动充气装置。
ETFE 膜材具有较明显的蠕变特征，相比于气承式膜结构，自动充气对于ETFE 气枕膜结构体系更为重要。
7891013a13b11127 上海八万人体育场8 南宁国际会展中心9 上海新国际博览中心10 东京“巨蛋”体育场充气膜结构体系11 2008北京奥体国家游泳馆“水立方”气枕式膜结构体系12 1970年建于日本的充气膜结构13a、13b 昆明花博会舞台可移动膜结构除了类似枕头的气枕膜结构体系外，采用PVC或PTFE材料的管状充气结构也属于气枕式膜结构，这类结构更多地应用于临时广告架，极少应用于建筑结构中（图12）。
五、 多功能膜结构建筑公共建筑、体育场馆甚至建筑小品有时需要满足开启、展开、移动等特殊功能要求。
而膜材料的质量远远轻于其他传统建筑材料，这就使得在设计具备特殊功能要求的建筑物时，膜结构建筑往往成为首选甚至必选。
图13－17给出了我国和世界各地建造的多功能膜结构的一些工程实例。
在多功能膜结构设计中，最困难的首先是开合、展开或移动的机械传动和控制系统的设计，这是决定能否顺利实现膜结构各项特殊功能的关键。