膜结构的发展史
国外膜技术概述
国外膜技术概述近年来，随着企业和政府组织对环境保护的重视，国外膜技术的应用也变得越来越广泛。
膜技术作为一种新型的环保技术，具有防污、净化和节能的特点，已经成为现代工业应用中的重要技术。
本文介绍了国外膜技术的发展历程、应用领域及其优势，以及国外膜技术发展趋势，为企业和政府组织在节能减排、环境保护和污染治理等领域提供一些参考。
一、国外膜技术的发展历程膜技术虽然源于20世纪60年代，但其实在有记录以来，膜技术就存在。
古希腊、古罗马时期，膜技术已被人们用于饮用水纯化、污水处理、提取溶液中的某些元素等方面。
20世纪六十年代，美国政府开始关注环保问题，美国科学家开始研发新型的膜技术，其中包括静电膜、滤膜以及分子接驳膜等。
其中，分子接驳膜是由多层聚合物膜片组成的膜结构，具有体积小、分离选择性高等特点，这种技术开始成为当时最为流行的膜技术。
二、国外膜技术的应用领域国外膜技术的应用领域涵盖了食品、农业、化工、热力学、核工业、制药等，广泛应用于各行各业。
其中，食品工业中的应用范围很广，包括生物催化、营养功能等；农业工业应用有土壤改良、新品种育种、植物病理学等；化工行业则应用于能源利用、太阳能利用、地下渗滤以及水处理等；热力学行业利用膜技术完成分解反应、浓缩反应等；核工业利用技术处理放射性废物和核污染；制药行业中可以利用膜技术实现精细化工作，如药物分离、溶质检测等。
三、国外膜技术的优势国外膜技术的优势主要体现在以下几个方面：（1）膜技术具有良好的防污效果，可有效减少污染物的排放，对环境保护有积极的作用；（2）膜技术在能源方面有非常大的效果，可以减少能源消耗；（3）膜技术可以减少生产过程中的浪费，有效提高生产率；（4）膜技术有可持续发展的特性，能够满足当前及未来可持续发展的需求。
四、国外膜技术的发展趋势随着科技的发展，膜技术的发展也在不断改进，其发展主要表现在以下几个方面：（1）膜材料的新型材料研究：与传统膜材料相比，新型膜材料表现出更好的气体和液体透过性能，此外，新型膜材料也拥有更低的渗透力，以及更高的热稳定性和抗化学性能；（2）复合膜技术的发展：复合膜技术不仅能够满足膜过滤的要求，而且还具有防污净化等功能；（3）膜膜表面修饰技术的发展：膜表面的修饰能够提高膜的选择性，以及液体的过滤效率；（4）膜过滤技术的发展：膜过滤技术是一种物理过滤技术，是常用的膜技术，它能够满足各种不同的应用要求。
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。
索膜结构体育馆发展综述
索膜结构体育馆发展综述【摘要】索膜结构是一种新型的建筑结构形式，本文总结了国内外索膜结构的发展及部分著名的索膜结构建筑的特点，阐述了索膜结构的现状，分析了索膜结构的设计和施工技术，并根据建筑业特点分析了所膜结构未来发展趋势。
论文关键词：索膜结构,结构特点,发展趋势索膜结构体系起源于远古时代人类居住的帐篷（支杆、绳索与兽皮构成的建筑物），到20世纪70年代以后，高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现，加之工程计算科学的飞速发展，索膜建筑结构体系东山再起，现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。
因为索膜建筑具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光、空气以及与自然环境融合等特长，成为21世纪“绿色建筑体系”的宠儿。
纵观索膜结构的发展历史，可分为以下几个阶段：1.1 膜结构的出现膜结构（Membrane）是20世纪中期发展起来的一种新型建筑结构形式，是以充气膜结构的形式出现，世界上第一座充气膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特·勃德（W.Bird），这是一座直径为15的充气穹顶。
1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。
随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
充气膜结构它是以柔性结构体系来承受风荷载和雪荷载等各种外荷载的作用，由于膜结构的特点以及膜材的特殊性，充气膜结构的设计分析过程也不同于以往的钢筋混凝土和钢结构。
充气膜结构的结构计算包括初始形态分析、受荷分析及模态分析等内容。
充气膜结构的结构分析包括3个阶段：忽略其自身微小的自重和自平衡预张力，不承受任何外部荷载的零态；在确定的边界条件及施加预应力的分布和大小后所形成的初始态；在外荷载、自重及考虑材料张力作用的工作态。
它们之间的膜面主应力方向、预张力的大小变化、形态变形过程和趋势等是相互联系、相互制约的，必须从全过程、一体化的角度加以考虑。
关于膜结构在工程应用中的几点探讨
共同受力形式稳定曲面来覆盖建筑空 间， 具有 高度 的形体可
塑性和结构灵活性 ， 是索膜建筑 的代 表和精华 。美国丹佛 国 际机场的候机大楼就是这类结构 的典型工程。
钢板厚度 相接近 ， 但其 密度小 。另 支撑膜 材 的钢杆 、 钢架 与
（） ５ 造型独特美观 。建筑 是一 种凝 固的艺术 ， 具有 艺 它 术和技 术科学的双 重性。膜 结构 建筑在 结构组 合形式 上具 有多样性 ， 其造型也 十分 丰富 ； 膜材 的颜 色也可 以任 意选择 ，
１ 膜 结构 的发展 概况
１１ 膜结构在 国外的发展 ． 膜结 构建筑 的发 展和 纺织 工业 的 发展 是息 息 相关 的。 从国际上来看 ， 膜结构建筑群 的出现大概是在 ２ Ｏ世纪 ６ ｏ年 代后期或 ７ ０年代初 期 ， 至今 已经有 ３ ０多年 的历 史 了， 使 就 用情况看 ， 目前仍保持完好。这充分说 明膜 材的使用 寿命 已 经超过 了３ ０年 ， 到永久性建筑 的要求 。 达
管理工作 。
Hale Waihona Puke 传统的建筑方式相 比较 ， 其经济效益仍是相 当突 出的。
（） ３ 膜结构的施工方便 ， 拆迁及更新改造方便。膜结构建 筑所用材料一般是在工 厂里预制成卷材成品 ， 便于运输 安装 ， 施工 时也不需 要搭设脚 手架 ， 因此施工 方便。另外膜结 构材 料可以很好地承受地震 等破坏力 ； 与常规 的结 构材料 ， ： 、 如 砖
【 文献标识码】 Ｂ
瓦、 水泥 、 钢材等 比较起来 ， 膜材 料建成的屋顶 比较轻巧 ， 容易 拆迁 、 移取 ， 也容易在破损时对其进行更新 改造和修复。 （） ４ 膜结构材料可有效节约能源。膜材料作为一种织物 材料 ， 其透光性 很好 ， 光率 在 １ ％左 右 ， 充分 利用 自然 透 ５ 可 光， 对光 的折射 率在 ７ ％ 以上 ， 内光 线柔 和 ， ０ 室 给人 以舒适
膜结构的发展史
膜结构的发展史近年来，膜结构建筑在现代建筑领域中日益受到关注和重视。
膜结构凭借其轻巧、灵活和美观的特点，在体育场馆、展览馆、商业中心等各种建筑类型中广泛应用。
然而，膜结构并非新生事物，其历史可以追溯到古代。
本文将探索膜结构的发展史，了解其起源、演变和现代应用。
一、膜结构的起源膜结构最早的起源可以追溯到古代文明时期。
古代人们开始使用皮革、毛皮等材料制作帐篷、遮阳篷等简单的膜结构。
这些膜结构主要用于提供临时的住所或遮蔽阳光，既轻巧又便于携带。
例如，蒙古族的蒙古包就是一种典型的膜结构建筑，以其独特的设计和快速搭建而闻名。
二、膜结构的演变随着科技和建筑技术的发展，膜结构得以进一步演变和改进。
在19世纪，由于纺织技术的进步，人们开始使用帆布等可塑性较强的材料来构建膜结构。
这些材料具有很大的伸展性和抗张力，非常适合用于建筑膜结构。
著名的建筑师如楠克-韦尔纳-福斯特（Frei Otto）和巴克明斯特-富勒（R. Buckminster Fuller）在膜结构的研究和实践中做出了重要贡献。
三、现代膜结构的应用随着科学技术的进步和材料技术的发展，现代膜结构的应用越来越广泛。
膜结构建筑被广泛应用于各种场所，如体育场馆、文化中心、商业中心和展览馆等。
同样，膜结构也被用于建造永久性建筑和地标性建筑。
这些膜结构建筑具有良好的可塑性、透光性和透气性，能够创造出独特的空间效果。
膜结构的发展离不开材料技术的支持。
现在，建筑师可以选择使用聚酯膜、聚氨酯膜或聚四氟乙烯（PTFE）膜等材料，以满足不同项目的需求。
这些材料具有优异的抗张强度、抗紫外线和抗腐蚀性能，同时也具备一定的防火性能。
四、膜结构的未来展望随着建筑行业对于可持续发展和环保建筑的追求，膜结构将继续得到广泛应用，并在未来发挥更大的作用。
随着科技的不断进步，新型材料和新的设计理念将给膜结构带来新的突破。
未来，我们有理由相信，膜结构将在建筑领域中发挥更大的创造力，并为人们创造更加美好的空间体验。
建筑结构专家谈膜结构发展状况
它以 １ ２根穿 出屋 面高 达 １ ０米 的桅 杆 ， 吊面积 ０ 悬 ８万 平 方米 的膜 材机 构 。在新 旧世纪 交 替 只 际 ， 人 们 以膜结 构 来显 示 现代 建 筑 技 术 与材 料 科 学 的发
展水 平 。 世 界先 进 水平 相 比 。中 国膜 结 构 尚处 于 起步
种 以基 材 和外 敷涂 层 、 面层 组成 的复合 材料 。基
材 为 膜 材 提 供 抗 拉 与 抗 撕 裂 的 强（ 下转 第 ２ Ｏ页）
建 工 选 指 １ ６ ９第 期０ 设 程 村 南２ ￣ 月 ９ ｚ ０ ０
维普资讯
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８ １ 月 ９日．在 “０ ６ ２ ０
生产 的设计 能 力约 为 ３亿平 方 米／ 。 年 销售 量为 ２１ ． 亿 平 方米／ 。 年
布 面 石 青 板 产 业 的布面石膏板 领先世界 商 帆 诱 人
材 研 讨 会 暨 全 球 首 创 布 面 石 膏 板 、洁 净 板 发 布
会 ” 。 国建 材 工 业 协 上 中
国 际 高 科 技 节 能 环 保 建
型体育 馆 ， 在北 美 就 建 了 ９座 。 其结 构 形 式 都是 扁
构 ．覆 盖 材料 采
用 了 当 时最 先 进 的 聚 四氟 乙烯（Ｔ Ｅ涂 层 的玻 璃 ＰＦ）
纤维 织 物 。 为 空气 支承 的替 代 ． 作 出现 了一 种膜 结
用 先 进 的 Ｅ Ｆ （ 一 四氟 乙烯共 聚物） Ｐ Ｅ Ｌ烯 膜材 的最
和施 工企 业 已初 具 规 模 ，这 一 切 都 为我 国膜结 构
的飞跃 发 展打 下基 础 。 蓝 天教 授介 绍 说 ．膜结 构 所 用 的建 筑 织 物是
膜结构在我国的兴起、发展与启示
定刚度 、能够覆盖大跨度 空间的结构体系 。膜结构 以 １ ７ ９ ０年 目本 大 阪 万 国博 览 会 的美 国 馆 为 标 志 ， 这 个 似 椭 圆 形 （４ ×８ 、 ｍ 的展览馆是世 界上第一个大 跨度 的空 气支承膜 １０ ３ ５ ） 的结构 ， 以后膜结构 不胫 而走 ，以美 国庞 提亚 克的 “ 银色穹 顶 ”为代表 的大 型体育馆 ，在 北美就建 了 ９座 ，其结构形式
维普资讯
２ ０ 年 第６期 ０８ （ 总第 １ ６期 ） Ｏ
大 众 科 技
ＤＡ Ｚ ＨＯＮＧ ＫＥＪ
Ｎｏ６， ０ ８ ． ２ ０
（ ｍｕａｉ ｌ Ｎ ．０ ） Ｃｕ ｌｔ ｅｙ ｏ１ ６ ｖ
膜 结构 在我 国的兴起 、 发展 与启示
姚 子 军
（ 湖南文理 学院 ，湖 南 常德 ４ ５ ０ ） １０ ３
【 摘 要 】文章介绍 了膜结构 的鲜 明特点 与应 用领域 ，总结 了膜结构建筑在我 国的兴起与发展过程 ，描绘 了我 国 目前膜 结
构行业 的发展现 状 ，针 对膜结构在我 国的应 用过程 中 出现 的问题提 出了自己的见解。
膜 结构作为一种 全新 的建筑 结构形式 ，集 建筑学 、结构 力学、精细化 工与材料科学 、计算机技术 等为一体 ，具 有很
高 技 术 含 量 。膜 结 构 自重 轻 、 跨 度 大 、施 工 工 期 短 、便 于 工 厂化生产 、制 作、安装简 易 以及经济效益 良好 ，而且具 有较
好 的耐久性 、耐火性、透光 性与 白沽性 ，因此是一种理 想而 富 有 生 命 力 的结 构 形 式 。 １ 艺术性 ． 建筑造型活 泼优 美 ，富有 时代气息 。其 曲面可 以随着 建 筑 师的设计需要任意变化 ，结合整 体环 境，充分发挥想象力 ， 建造 出标志 性的形象工程 。打破 了传统 的纯直线建筑形 式 ， 具有独特 的优美 曲面造 型，清晰体现 结构力与美 的结合，呈 现 给 人 们 以耳 目一 新 的感 受 。
膜结构简单介绍
膜结构简单介绍膜结构（MembraneStructure），也即张拉膜结构（TesionedMembraneStructure），是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状而构成的稳定的承力体系。
膜材只能承受拉力而不能受压和弯曲，其曲面稳定性是依靠互反向的曲率来保障，因此需制作成凹凸的空间曲面，故习惯上又称空间膜结构。
古老的膜结构在公元前几千年就已经出现，最早是由天然枝条和兽皮搭成的帐篷（Pavilion），然后发展到由铁木和帆布制作成各种各样的形状。
但是，从欧洲古罗马帝国、中国汉朝时代到十九世纪末，膜结构几乎处于一个停滞发展的阶段。
直到第二次工业革命，化学工业和工程力学迅速发展，高分子合成材料技术得到大力改进，膜材料摆脱茹毛饮血的状况，现代膜结构才开始蓬勃发展。
另外，两次世界大战也加快了膜结构的发展。
1917年美国兰彻斯特建议利用新发明的电力鼓风机将膜布吹胀，作野战医院，但没有真正成为使用的产品。
1946年，一位名为贝尔德的人为美国军方做了一个直径15m圆形充气的雷达罩，由此而衍生出了新的膜结构工业产业。
最受人注目的是1967年FreiOtto设计的加拿大蒙特利尔博览会上的西德馆，其以轻质透明有机织片作为顶部结构，开了膜结构商业化的先河。
1970年日本大阪万国博览会上一座气承式膜结构的拟椭圆形美国馆（尺寸140×83.5m），首次采用了聚氯乙烯（PVC）涂层的玻璃纤维织物，这是世界上第一个大跨度的膜结构。
以后，膜结构象雨后春笋，迅速发展。
膜结构是随着现代科学技术发展起来的全新建筑技术表现形式，是材料科学、建筑学、结构力学以及现代环境学高速发展的综合产物。
20世纪60年代随着现代柔性建筑材料的发展，建筑师们从帐篷着一最古老的简单建筑结构出发，构造出了魔幻般的形式——膜结构。
它可以构成单曲面，多曲面等不同建筑结构形式，满足了建筑师们对建筑与美学高度统一的要求。
柔性材料具有透光和防紫外线功能，在一些室外建筑和环境小品中得到广泛的应用。
细胞膜发展史
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(2)两层脂质分子是如何排列为两层的呢？
三种数学设计方法举例
2020/3/3
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（3）为什么磷脂在空气—水界面上会铺展成单分子层?
磷酸 脂肪酸
——头部：亲水端 —— 尾部：疏水端
磷脂分子
2020/3/3
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2020/3/3
得出两层磷脂分 子的排列方式
空气 水
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（4）蛋白质位于脂双层的什么位置呢？
1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜如下结构：
(暗——亮——暗)
提出：膜由 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构构成。
2020/3/3
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静态的蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模式图
2020/3/3
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3、细胞膜是静止的吗？
细胞膜是静止的，变形虫为什么会运动？ 细胞之间为什么会发生融合？ 细胞为什么会生长？
变形虫正在吞噬草履虫
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根据以上细胞膜的结构特点，你能组装 出它的结构模型吗？
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思考与讨论
（1）科学家探索细胞膜结构模型的过程 中，强调的科学方法是什么？
（2）技术手段的进步，与科学发展之间 的关系是怎样的？（让学生体会科学与 点是如何得到体现的？
建模概念
技术与科学的关系
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2020/3/3
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思考与讨论:
(1) 最初认识到细胞膜是由脂质组成的，是通过对现 象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和鉴定？
(2) 欧文顿推论是否正确呢？在推理分析得出结论之 后,还有必要对膜的成分进行提取、分离和鉴定吗?
(3)细胞膜中除含有脂质外，还有没有其他成分呢？
20世纪初,将膜从哺乳动物红细胞中分离出来:
薄膜技术发展历程
薄膜技术发展历程薄膜技术是指将材料制成薄膜状的工艺和技术。
它以其独特的特点和广泛的应用领域，在工业、电子、光学、医疗等领域发挥着重要作用。
随着科技的不断发展，薄膜技术也在不断演进和完善。
下面将介绍薄膜技术发展的历程。
1.薄膜技术的初期阶段可以追溯到20世纪40年代，当时主要应用于铝箔包装和银镜制造。
这时的薄膜技术主要是依靠机械拉伸和卷制工艺完成，技术水平相对较低。
2.20世纪50年代，随着塑料材料的提出和工艺的改进，薄膜技术得以进一步发展。
在这一阶段，薄膜材料制备开始使用挤出工艺、压延工艺和铸膜工艺，使得薄膜的生产速度和质量得到了提高。
3.20世纪60年代，薄膜技术开始引入真空薄膜沉积工艺。
真空薄膜沉积是一种将材料以原子或分子的形式沉积到基板上形成薄膜的技术。
这种技术可以通过物理和化学方法实现，如蒸发、溅射、离子束沉积等。
真空薄膜沉积技术的引入使得薄膜的厚度和复杂度得到了进一步提高，为后续的应用奠定了基础。
4.20世纪70年代，随着微电子技术和半导体工业的迅猛发展，薄膜技术得到了广泛的应用。
在这一阶段，薄膜技术开始应用于光刻、化学蚀刻、离子注入等微电子加工工艺中，用于制作电路板、光刻掩膜和光刻胶等部件。
这一时期也出现了一系列新的薄膜材料，如氧化铝、氮化硅等。
5.20世纪80年代，薄膜技术在光学领域得到了广泛的应用。
薄膜技术可以用于制作光学滤波器、反射镜、传感器等光学元件。
这一时期，薄膜技术的研究重点逐渐转向光学材料的研发和薄膜的光学性能的提高。
6.20世纪90年代至今，随着纳米科技的兴起和发展，薄膜技术进入了纳米尺度的制备阶段。
纳米薄膜技术主要应用于能源材料、生物医学、纳米电子等领域。
新的制备方法和设备的出现，如溅射、原子层沉积、自组装等，使得薄膜的厚度更加精细并且具备纳米级的结构。
值得一提的是，随着薄膜技术的发展，相关的研究和应用也在不断涌现。
例如，薄膜太阳能电池、薄膜膜结构、纳米薄膜材料等新兴领域逐渐成为研究的热点。
细胞膜的发展历程
细胞膜的发展历程细胞膜是细胞的外层结构，它在维持细胞内外环境的稳定性和物质交换中起着重要的作用。
细胞膜的发展历程可以追溯到早期的原核细胞，经过演化和进化，逐渐形成了现代细胞膜的结构和功能。
早期的原核细胞没有明确的细胞膜结构，而是通过细胞壁来保护细胞内的结构和维持细胞内外环境的稳定。
然而，随着生命的演化，细胞需要更加复杂的机制来实现物质的进出和细胞内外环境的调节。
在原核细胞演化的过程中，一些细胞逐渐形成了可卷曲的膜结构，这些膜结构最初是由细胞内膜和细胞外膜组成的。
细胞内膜和细胞外膜之间形成了一个空腔，这个空腔被称为原核细胞的内膜空腔。
随着细胞的进化，细胞内膜和细胞外膜之间的内膜空腔逐渐发展成为细胞膜。
细胞膜由磷脂双层组成，磷脂分子的亲水头部朝向细胞外，亲疏水性使得细胞膜具有选择性通透性，可以控制物质的进出。
随着细胞膜的发展，细胞内部的物质可以通过细胞膜进行有效的运输和交换。
细胞膜上的蛋白质和其他分子可以形成各种通道和运输体，实现离子、小分子和大分子等物质的选择性转运。
进化过程中，细胞膜还发展出了许多其他的功能。
例如，细胞膜上的受体蛋白可以感受和传递外界的信号，调节细胞的生理活动。
细胞膜还可以与细胞外基质和邻近细胞的细胞膜进行黏附和连接，形成组织和器官。
随着真核细胞的出现，细胞膜的发展进一步丰富多样。
真核细胞的细胞膜上可以出现更多种类的蛋白质，这些蛋白质可以发挥更多的功能。
例如，细胞膜上的离子通道可以调节细胞内外的离子平衡，细胞膜上的受体蛋白可以感受更多种类的信号分子。
细胞膜的发展历程是一个逐步演化的过程，不断积累和改进。
通过细胞膜的发展，细胞可以更好地适应不同的环境和生存需求。
细胞膜的结构和功能的不断优化，为细胞的生存和繁衍提供了重要的保障。
细胞膜的发展历程是一个复杂而精彩的过程。
从原核细胞的细胞壁到真核细胞的复杂细胞膜，细胞膜不断演化和进化，为细胞提供了物质交换、环境调节和信号传递的重要功能。
细胞膜的发展历程不仅是生命进化的产物，也是细胞生存和繁衍的关键。
膜结构的发展及应用
膜 结构 （ Ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎ ｅ Ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ） 是用轻质高强度柔 软膜 材料与支撑体系 相结合形成的具有一定刚度稳定 曲面、 可承受一定荷 载、 能覆盖大空间的结 构形式 ， 习惯上又称空间膜结构 。由于充分发挥 了材料抗拉强度高的特性 ， 使得膜结构建筑具有 以下优点： １ ． １ 结 构 重 量轻 膜材本身轻， 支承膜材的钢 杆、 钢材与钢 索比相应的钢筋混凝土也减轻 不少重量 。１ ９ ７ ０ 年 臼本大阪世界博览会中的美国馆 ，屋面重量每平方米仅
１ １ ２ ２ ｇ。
１ ． ２ 跨度大 由于 自重轻， 膜结构建筑可 以不需要 内部支撑而大跨度覆盖空 间， 这使 人们可以更灵活 、 更有创意的设计和使用空 间。 目前充气结构建筑的无 内柱
空 间 跨 度可 做 ￣ ２ ０ ０ ｍ 以上 。
１ ． ３ 施 工 方 便
膜材可以在工厂预制成卷材成 品， 与钢材一样便于 工业化生产， 便于运 输安装， 施工时也不需搭建脚手架 ， 工期较短 。 １ ９ ７ ９ 年能容纳５ 万人 的美国卡 里 阿体育馆 ， 只用了一年多， 现在 建造较大 的膜结构建筑 ， 只需几个月就 能 完工 。
气承式膜结构依靠 血面内外气压差来维持膜 曲面的形状 。气承式膜结 构是在膜结构构成的室 内冲入空气 ，保持室内的空气压力始终大于室外的 空气压力 ， 由此使膜材料处于张力状态来抵抗荷载及外力的构造形式。 充气 膜结构分为单层结构和双层结构 ， 单层结构如 同肥皂泡， 单层膜的 内压大于 外压。 此结构具有大空间、 重量轻、 建造简单特点， 但需要不断输入超压气体 及需 日常维护管理。 双层结构是双层膜之 间充入气体， 和单层相比可 以充入 高压空气， 形成具有一定刚性的结构， 而且进出 口可 以敞开， 但其在持续运 行及机器维护费用的成本上较高。 ４ ． 膜材料 ２ １ 世纪建筑领域发展趋势之一是采用新材料。膜结构的建筑 开发与应 用， 摆脱结构对钢材、 木材、 混凝土等传统材料的依赖， 为建筑 带来一场新 的 革命 。用于膜结构建筑的膜材料是在用纤维织成的基布上涂覆树脂或橡 胶 等制成 的， 高强度聚酯纤维是膜材 的基质 ， 保证膜材 的强度 ； 高分子聚 合物 涂层保证膜材的密实性 ； 而惰性材料涂层则主要是保证膜材的 自洁性。 膜材 料与金属、 木材等建筑材料不同， 它具有柔软性、 透光性等特性， 而且膜材料 的基布 是织物， 由于织物径 向（ 经纱） 与纬向 （ 纬纱） 的特性不 同， 因而膜材料 是一种异 向型非线性材料。 基布主要承担膜材料的抗拉 、 抗撕裂等力学特性 及防火性、 耐久性、 自洁性、 染色性及膜材料与膜材料的融合性等特性。 目前， 膜材料建筑 中最常用的材料主要有聚 四氟 乙烯 （ Ｐ ＴＦ Ｅ ） 膜材 、 聚 氯乙烯 （ Ｐ ｖｃ） 膜材和加面层 的Ｐ ＶＣ 膜材 ： Ｐ ＶＤＦ 膜材￣ Ｉ Ｉ Ｐ Ｖ Ｆ 膜材 。 Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 类膜材料商 品名 叫特氟 隆（ Ｔ ｅ ｌ ｆ ｏ ｎ ） ， 是在玻璃纤维布基上敷聚 四 氟乙烯树脂 （ 简写Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ ） ， 树脂含量大于９ ０ ％， Ｐ ＴＦ Ｅ 膜的特 性是耐 久性 、 防火 性与防污性 高。但Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 膜与Ｐ Ｖ Ｃ 膜 比较 ， 材料费与加工费高， 且柔软性低 ， 在施工上为避免玻璃纤维被折断， 必须有专用的工具与旆工技术 。 Ｐ ｖｃ 类膜材料的布基织物为聚酯或聚氨酯等， 涂层为Ｐ ＶＣ 树 脂， 或氯 丁 橡 胶类物 质 ， 一般 另加有 聚氟 乙烯 （ Ｐ Ｖ Ｆ ） 或 聚偏 氟 乙烯 （ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ） 类面 层 Ｐ Ｖ Ｃ膜材在材料及加工上都 Ｌ Ｂ Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ 膜便宜 ， 且具有材质柔软、 易施 工的优 点， 但在强度 、 耐用性、 防火性等性能上较Ｐ ＴＦ Ｅ膜差 。为 了改善Ｐ ＶＣ膜材 的 耐火性及防污性，近年来已研发出以氟素系树脂于Ｐ ＶＣ涂层材的表面处 理 上做涂层。
膜结构建筑及膜材料的发展
ｊ｝ ｏ 层 一 ｌ聚 Ｐ： ｌ Ｔ ｎ 鬈 峰娟 涂 ｌ 鸶、 ｜ Ｆ ＝ 薄
很 好
织 物 外 观
撕 裂 强 度
拉 强度， 可用于 需要 采光 又需要 抗荷 载 的地方， 另外还 有吸 音膜 材、 色Ｐ Ｅ￣材、 ｏ —ｅ 彩 ＴＦ Ｌｗ 节能 膜材 等 ， 南非 世界 在
品 行 业 协 会。
２ 膜结构材料 的分类及其性能特点
根 据 以上 介绍 ， ０ 纪 开发出 的膜 材基本上都 以纺 织 ２世
纺织 导 报 Ｃｈｎ ｅ ｔｅＬ ａ ｅ ・ ０ １Ｎ ． ｉａＴ ｘｉ ｅ ｄ ｒ ２ １ ｏ５ ｌ
材 料为基 材 （ 包括 玻 璃纤 维和 涤 纶 ， 以织 成 织物 ）， 面 用 表 再加 以涂 层 （ 贴 合） 或 。主要 有两 大 类 ， 类是 玻璃 纤 维 涂 一
能老化 ， 断裂 强度减 少 １ ％ 以上 ， ０ 而撕 裂强度损 失 ２ ％ ～ ０
３ ％。 ０ 因此 这 种涂 层织 物 的性能 取 决于 涂 层材 料 阻隔 紫外
线的性 能 ， 为此 ， 层时还 必须注意 把 整个织物 的交织 点都 涂
要 覆盖住 。
这种膜 材是 由美 国Ｄｕ ｏ ｔ 杜邦 ） Ｐｎ （ 公司￣ Ｄｏ ｏ ｎｎ Ｎ ｗ Ｃ ｒ ｉｇ （ 道康 宁） 公司首先 开发 出来的 ， 其优 点是 膜材 的强度 高， 力学 性 能 十 分 优 异 ，同时具 有 很 高 的 热 稳 定 性 和 化 学 惰 性， 防火 、 不燃 、 受紫外线 影响 ， 有很高 的 自洁性 和耐用 不 具 性， 根据资 料， 其使用寿 命可达 ２ ５～ ３ Ｏ年 。 这种 膜材透 光性较 好， 透光 率可达 ２ ％， 线柔和 ， ５ 光 膜 材对 太 阳光的反射率 可达 ７ ％ 以上 ， ０ 可减 少热 量的传 递 ， 保持膜 结构表 面和 内部 不至于 因阳光照射而升温 过高 。 在膜 结 构建 筑盛 行 的早 期 ， 有用玻 纤织物 涂 Ｐ 树 也 ＶＣ 脂作为膜 材 的 （ １ ７ 年大 阪世 博会上美 国馆 所使 用的）， ￣１ ０ ９ 其优 点是价 格 较玻纤 织物 涂Ｐ Ｅ的产品便 宜得 多， ＴＦ 但在性 能上有一定的差 距 ， 主要 体现 在 自洁性 和使 用寿命上 。 实际 使用这种膜 材 的相 对较 少。 ② 主要生 产商 目前 ， 产 玻纤 织物 ＋Ｐ Ｆ 膜 材 的国外 企 业较 多， 生 ＴＥ 如
膜结构在我国发展的综合探讨
膜结构在我国发展的综合探讨余 乐,王作文,刘冠男(西南石油大学建筑工程学院,四川成都610500) 【摘 要】 膜结构是一种古老的建筑结构,随着现代建筑科技的发展而重生。
从膜材种类、膜结构体系形式及特点入手,结合对膜结构的认识,从不同的角度和层面分析了其在我国的发展现状与趋势,从而揭示了我国膜结构的开发和研究有着广泛的发展前景。
【关键词】 膜结构; 膜材; 结构体系; 发展 【中图分类号】 T U383 【文献标识码】 A 膜结构也即织物结构,是20世纪中叶发展起来的一种新型大跨度空间结构形式。
它以性能优良的柔软织物为材料,由膜内充气压力支承膜面,或利用柔性钢索、刚性支承结构使膜产生一定的预张力,从而形成具有一定刚度、能够覆盖大空间的结构体系。
最早的膜结构雏形可追溯到公元前若干世纪的帐篷结构。
现代意义上的膜结构工程最早出现于20世纪50年代,是集建筑、结构、材料和计算机等科学为一体的高科技工程。
近几十年来,由于薄膜材料特殊的优越性能及建筑技术水平的不断提高,膜结构在世界范围内的发展空前繁荣。
1 膜结构材料种类 目前膜结构材料(简称膜材)主要有:(1)以聚酯织物为基材,上涂聚氯乙烯(PVC);(2)以玻璃纤维织物为基材,上涂聚氟乙烯(PVF);(3)以玻璃纤维织物为基材,上涂聚四氟乙烯(PTFE)即特氟隆(Tefi on);(4)以玻璃纤维织物为基材,上涂有机硅树脂(Silion),等等。
以聚酯织物为基材加上乙烯基的涂层,这种材料价格便宜,但在污染的环境侵蚀下颜色变得难看,透光率降低,涂层容易被破坏而影响膜材的使用年限。
如果在涂层外再加一面层,不但能保护织物抵抗紫外线,而且能大大改善自洁性。
以玻璃纤维织物为基材涂上聚氟乙烯,这种材料面层需要一种特殊的粘合剂涂在膜材表面,加层之后材料显得有点硬。
以玻璃纤维织物为基材涂上特氟隆或有机硅树脂的膜材,则具有较好的耐久性。
另外一种较新的面层是聚偏氟乙烯(P VDF),其价格虽是一般聚酯膜材的215倍,但仍不到玻璃纤维膜材的一半,而且具有较好的隔热性能,自洁性也很好。
膜结构
设计编辑
膜结构的设计主要包括体形设计、初始平衡形状分析、荷载分析、裁剪分析等四大问题。通过体形设计确定建筑平面形状尺寸、三维造型、净空体量，确定各控制点的坐标、结构形式，选用膜材和施工方案。初始平衡形状分析就是所谓的找形分析。由于膜材料本身没有抗压和抗弯刚度，抗剪强主芤很差，因此其刚度和稳定性需要靠膜曲面的曲率变化和其中预应力来提高，对膜结构而言，任何时候不存在无应力状态，因此膜曲面形状最终必须满足在一定边界条件、一定预应力条件下的力学平衡，并以此为基准进行荷载分析和裁剪分析。膜结构找形分析的方法主要有动力松弛法、力密度法以及有限单元法等。膜结构考虑的荷载一般是风载和雪载。在荷载作用下膜材料的变形较大，且随着形状的改变，荷载分布也在改变，因此要精确计算结构的变形和应力要用几何非线性的方法进行。荷载分析的另一个目的是一确定索、膜中初始预张力。在外荷载作用下膜中一个方向应力增加而另一个方向应力减少，这就要求施加初始张应力的程度要满足在最不利荷载作用下应力不致减少到零，即不出现皱褶。因为膜材料比较轻柔，自振频率很低，在风荷载作用下极易产生风振，导致膜材料破坏，如果初始预应力施加过高，膜材涂变加大，易老化且强度储备少，对受力构件强度要求也高，增加施工安装难度。因此初始预应力的确定要通过荷载计算来确定。经过找形分析而形成的摸结构通常为三维不可展空间曲面，如何通过二维材料的裁剪，张拉形成所需要的三维空间曲面，是整个膜结构工程中最关键的一个问题，这正是裁剪分析的主要内容。
以钢构或是集成材构成的屋顶骨架，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。
人教版高中生物教材中的科学发展史
人们发现第一种RNA病毒——烟草花叶病毒
三、DNA分子的结构和复制
科学家
研究成果
20世纪30年代，科学家
认识到DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸
1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林
提供了DNA的X射线衍射图谱
1952年，奥地利著名生物化学家查哥夫
研究得出：含氮碱基A=T、G=C
1953年，科学家沃森(美国)和克里克
20世纪，俄国人生理学家巴浦洛夫
曾认为盐酸导致胰液分泌属于神经反射，后来认同以上两位科学家的结论
三、生长素等的发现过程（生长素——人们发现的第一种植物激素）
科学家
研究成果
1880年，英国的达尔文
通过实验提出：胚芽鞘尖端感受单侧光刺激后,就向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,因而使胚芽鞘出现向光性弯曲
在电镜下看到细胞膜“暗-亮-暗”的三层结构，提出生物膜是由“蛋白质---脂质---蛋白质”构成的静态统一结构，即“单位膜模型”
1970年，弗雷和Байду номын сангаас迪登
用荧光标记法进行人-鼠细胞融合实验，表明“细胞膜具有流动性”
1972年，桑格和尼克森
提出“流动镶嵌模型”为大多数人所接受
3、关于酶本质的探究
科学家
研究成果
必修2《遗传与进化》
1、遗传方面的科学家
科学家
研究成果
1868年，英国的达尔文
提出融合遗传（早期的遗传理论）
1866年，奥地利生物学家孟德尔
（孟德尔——遗传学之父）
用豌豆做实验材料，发表论文“植物杂交试验”，用假说-演绎法提出了遗传学的分离定律、自由组合定律和遗传因子学说
1909年，丹麦生物学家约翰逊
气膜仓发展史
气膜仓，也称为空气支撑膜结构或空气膜建筑，是一种利用空气压力来支撑和保持其形状的结构。
这种建筑形式以其独特的设计、环保节能的特点和灵活的应用场景，在现代建筑领域逐渐崭露头角。
气膜仓的发展史可以追溯到20世纪中期。
当时，一些工程师和建筑师开始探索使用膜材料来构建建筑的可能性。
这些早期的膜结构大多采用充气的方式来保持形状，但由于材料和技术限制，其应用受到了一定的限制。
随着科技的进步和材料的创新，气膜仓在20世纪末期开始得到更广泛的应用。
新型的高强度、高耐久性膜材料的出现，使得气膜仓的结构更加稳定、耐用。
同时，计算机模拟和数值分析技术的发展，也为气膜仓的设计提供了更加精确和高效的方法。
进入21世纪后，气膜仓的发展迎来了新的高峰。
随着环保理念的普及和可持续发展要求的提高，气膜仓以其节能、环保的特点受到了越来越多的关注。
它不仅可以在建筑领域应用，还可以用于环保、农业等多个领域。
例如，一些大型的气膜仓被用作仓储设施，可以有效地保护存储在其中的物品免受恶劣天气的影响。
在农业领域，气膜仓也被用作温室，为植物提供适宜的生长环境。
此外，气膜仓还具有高度的灵活性和可定制性。
它可以根据不同的需求和场景进行定制设计，实现多样化的应用。
这种特点使得气膜仓在未来的发展中具有广阔的前景和潜力。
总之，气膜仓的发展史是一部不断创新和进步的历史。
从早期的探索到如今的广泛应用，气膜仓以其独特的优势和特点在现代建筑领域占据了重要的地位。
随着科技的进步和人们对环保、可持续发展的追求，气膜仓的未来将更加广阔和光明。
高中生物教材中的科学发展史及科学研究方法
高中生物教材中的科学发展史及科学研究方法必修一：一、细胞学说的建立：1、1543 年，比利时的维萨里指出：器官是由低一层次的结构“组织”构成。
2、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140 倍)观察了软木的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cella（小室)这个词来对“细胞”命名。
3、1680 荷兰人列文虎克（A. van Leeuwenhoek），首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。
4、19 世纪30 年代德国人施莱登、施旺提出“细胞学说（Cell Theory)” 主要内容：（1）细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成（2）细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体的生命起作用（3）新细胞可以从老细胞中产生意义：它揭示了细胞结构的统一性和生物体结构的统一性。
5、1858 年德国的魏尔肖：新细胞是通过分裂获得。
二、对生物膜结构的探索历程：1、1895 年欧文顿（E.Overton）：发现脂质更容易通过细胞膜，膜是由“脂质”组成的。
2、20 世纪初分离出哺乳动物红细胞膜主要化学成分分析，得出膜的主要化学成分是“蛋白质和脂质”。
3、1925 年荷兰科学家Gorter 和Grendel 实验：从细胞膜中提取脂质，在水面上铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2 倍，提出假说：细胞膜中的磷脂是双层的。
4、20 世纪40 年代，有学者推测蛋白质是覆盖在“磷脂双分子层”的两侧。
5、1959 年罗伯特森（J.D.Robertsen）实验：提出生物膜是由“蛋白质---脂质---蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。
6、1970 年Larry Frye 等实验：将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。
细胞学历史上的著名事件
细胞学历史上的著名事件一、发现细胞细胞学的历史始于1665年，当时英国科学家罗伯特·胡克使用显微镜观察植物组织的切片，首次发现了细胞。
他将观察到的小方格形状称为“单元”（cell），这个词后来成为了细胞的学名。
二、提出细胞学说1838年，德国植物学家马蒂亚斯·舒莱登和1839年德国动物学家提奥多尔·施万尼茨独立提出了细胞学说。
他们认为所有生命体都是由细胞组成的，细胞是生命的基本单位。
这一理论的提出对细胞学的发展产生了重大影响。
三、发现细胞核1831年，罗伯特·布朗发现植物细胞中有一个核，他称之为“细胞核”。
这一发现揭示了细胞的结构更加复杂，细胞核是细胞的重要组成部分。
四、提出细胞分裂理论1879年，德国细胞学家瓦尔特·弗莱明提出了细胞分裂理论。
他观察到细胞在分裂过程中会产生染色体，并认为细胞分裂是由染色体的运动引起的。
这一理论揭示了细胞的生长和繁殖过程。
五、发现精子与卵子1677年，安东·范·李文虎克使用显微镜观察到了精子，并提出了精子是生殖细胞的观点。
1883年，奥地利植物学家卡尔·埃尔恩斯特·冯·巴埃克发现了卵子，从而揭示了生物繁殖的基本原理。
六、提出细胞膜结构1895年，德国细胞学家欧文·赫尔岑斯提出了细胞膜结构学说。
他认为细胞膜是由脂质分子构成的，起到了细胞和外界环境之间的隔离和交流作用。
这一理论在后来的细胞学研究中得到了证实。
七、发现线粒体1898年，德国细胞学家阿尔伯特·冯·科尔利克发现了线粒体。
他观察到细胞中有一种与其他细胞器不同的小颗粒，起到了细胞呼吸和能量代谢的重要作用。
八、提出细胞器起源理论1967年，美国细胞学家林奈·马格努斯·李·马尔格尼提出了细胞器起源理论。
他认为细胞器（如线粒体、叶绿体等）起源于原始细胞与其他细胞的共生关系。
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膜结构的发展历史
世界上第一座充气STRONG>膜结构建成于1946年，设计者为美国的沃尔特·勃德（W.Bird），这是一座直径为15m的充气穹顶。
1967年在德国斯图加特召开的第一届国际充气结构会议，无疑给充气膜结构的发展注入了兴奋剂。
随后各式各样的充气膜结构建筑出现在1970年大阪世界博览会上。
其中具有代表性的有盖格尔设计的美国馆（137m×78m卵形），以及川口卫设计的香肠形充气构件膜结构。
后来人们认为70年大阪博览会是把膜结构系统地、商业性地向外界介绍的开始。
大阪博览会展示了人们可以用膜结构建造永久性建筑。
而70年代初美国盖格尔-勃格公司（Geiger-Berger Associates）开发出的符合美国永久建筑规范的特氟隆（Teflon）膜材料为膜结构广泛应用于永久、半永久性建筑奠定了物质基础。
之后，用特氟隆材料做成的室内充气式膜结构相继出现在大中型体育馆中，如1975年建成的密歇根州庞蒂亚克“银色穹顶”（椭圆形220×159m），1988年建成的日本东京体育馆（室内净面积4，6767㎡）。
构跨度在25m左右，用于联合公园多功能展厅。
由于张拉膜结构是通过边界条件给膜材施加一定的预张应力，以抵抗外部荷载的作用，因此在一定初始条件（边界条件和应力条件）下，其初始形状的确定、在外荷载作用下膜中应力分布与变形以及怎样用二维的膜材料来模拟三维的空间曲面等一系列复杂的问题，都需要有计算来确定，所以张拉膜结构的发展离不开计算机技术的进步和新算法的提出。
目前国外一些先进的膜结构设计制作软件已非常完善，人们可以通过图形显示看到各种初始条件和外荷载作用下的形状与变形，并能计算任一点的应力状态，使找形（初始形状分析）、裁剪和受力分析集成一体化，使得膜结构的设计大为简便，它不
但能分析整个施工过程中各个不同结构的稳定性和膜中应力，而且能精确计算由于调
节索或柱而产生的次生应力，完全可以避免各种不利荷载式况产生的不测后果。
因此计算机技术的迅猛发展为张拉膜结构的应用开辟了广阔的前景。
而特氟隆膜摸材料的研制成功也极大地推动了张拉膜结构的应用。
比较著名的有沙特阿拉伯吉达国
际航空港、沙特阿拉伯利雅得体育馆、加拿大林德塞公园水族馆、英国温布尔登室内
网球馆、美国新丹佛国际机场等。
膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，以性能优良的织物为基材，利用柔性钢索或刚性支撑结构将面绷紧，从而形成具有一定刚度、能够覆盖大
跨度空间的结构体系。
膜材的最大特点是强度高、耐久性好、防火难燃、自洁
性好，不受紫外线影响，使用寿命在15～25年，具有高透光率，对热能反射
率73%，热吸收量很少。
这种独特的结构有着无限的潜力，能适应各种功能，具有强大的生命力，必将成为21世纪建筑结构发展的主流。