膜结构建筑设计的特殊性

膜结构建筑的突出特点之一就是它形状的多样性。由于膜结构曲面所存在着无线的可能性，因此在实际的建筑创造过程中，可以为丰富多彩的空间体系的产生创造条件。虽然对于气承式空气膜结构来说，由于充气后的曲面主要是面球面或圆柱面，而可能没有太多的选择余地。但是对于以拉索或骨架支承的张拉膜结构，其曲面就可以随着建筑师的想象力而任意变化，因此具有广泛的应用可能。

膜结构形状的千变万化的应用，突出地表现在历年各国举行的博览会上。在这些博览会上，大大小小的展览馆，无不以新颖奇特的造型来吸引观众，而通过对膜结构应用，就能用来达到这样的目的。

例如，1985 年在日本茨城县举行的国际科学技术博览会，人口就是以五颜六色的膜材构成的拱形大门，在众多的展览馆中膜结构尤为夺目。例如其中的火鸟馆，主要以钢梁与拉索组成其内在的支撑结构体系骨架，以此来支承扁平的四凸屋面。而美国馆以高耸的桅杆悬挂银白色的屋面，形成创造性的结构系统以及建筑表达方式。电力馆以中央塔架悬吊25个尖顶帐篷，夜晚通过灯光的反射宛如燃烧的火焰，形成独特的造型。同时，在园区内，其他像在候车亭、电话亭、走廊、厕所上，也都出现了用膜材构成形式各异的建筑小品。膜结构的广泛应用，使这一届博览会成为对于膜结构探索以及进行具体应用的大舞台，形成广泛的影响。

就空间的具体表达形状而言，这是对建筑师至关重要的关键。采用传统结构的建筑物，其空间形式的表达方式往往是先由建筑师确定。面对于膜结构来说则大为不同。

在膜结构设计中，其往往是在初步设计阶段，先按建筑要求设定大致的几何外形，然后对膜面施加预应力使之承受张力，因此膜结构的形状也会进行相应改变。在这个基础上经过不断调整预应力，最后就可得到理想的几何外形和应力分布状态。采取此步骤的原因是，首先，它的变形比一般结构要大一些；其次，它的形状需要结构工程师的参与，要确定在初始荷载下结构的初始(几何)形态，即结构体系在膜自重(有时还有索)与预应力作用下的平衡位置。

早期的膜结构设计往往采用缩尺模型这个方法来解决形状确定的问题，材料形式的生成往往从最简单的肥皂膜开始，一直到织物或钢丝。由于在小比例模型上测量的误差尚不足以保证曲面几何形的正确性，故这种工作方式对足尺的建筑外形的控制来讲只能起参考作用。但这不失为一种有效的手段，能为设计者提供一个直观的形象。随着计算机技术的不断进步，膜结构的形状就更多地依靠计算机来确定。在膜结构设计理论中还出现了专门的研究课题“找形” (formfinding). 为了寻求合理的几何外形，这个过程通过计算机的几次迭代。就可确定膜结构的初始(几何)形态。