膜结构建筑是指利用膜材特性而建起来的建筑。支承膜结构的可以是框架，也可以是索。如果用膜本身作为结构材料，则该材料有限的强度决定了该结构只能是小尺寸的。在大型结构中膜必须用某种方法加强一下，或与其他构件组合。但是膜材与别的屋面材料不同，一般来说，膜形成曲面，且膜材能抗拉，但不能抗压或抗弯。膜结构要用合理和正确的方法来张拉。在持续均匀的张拉下，整个结构的刚度增加了。膜材的徐变特性使在任意的张拉状态下也会随时间的推移渐渐地趋向等张力状态。因此从开始就设计一个等张力形态会有更大的稳定性。
结构设计在膜结构中的作用
利用薄的膜材进行设计以达到安全而合理是结构设计的关键，一个只熟悉传统建筑的建筑师来设计膜结构就很难理解和表达膜材所特有的性能。因此，在膜结构发展之初，结构设计师比建筑设计师的作用还大。
水立方的结构非常有特点,外墙体和屋面围护结构采用新型钢膜结构体系,该钢膜结构体系由一系列类似于细胞、水晶体的钢网架单元和ETFE(聚乙烯-四氟乙烯共聚物)充气薄膜共同组成。水立方是世界上最大的膜结构工程,蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。这种材料的寿命为20多年,人可以踩在上面行走,感觉特别棒。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。从"天圆地方"的古老传统到科技含量颇高的"膜结构",水立方就是这样一个古今交融的结合体。
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