屋蓋是房屋最上部的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足相應(yīng)的使用功能的要求，為建筑提供適宜的內(nèi)部空間環(huán)境。屋蓋也是房屋頂部的承重結(jié)構(gòu)，受到材料、結(jié)構(gòu)、施工條件等因素的影響。屋蓋又是建筑體量的一部分，其形式對(duì)建筑物的造型有很大影響，建筑師在完成設(shè)計(jì)作品中同時(shí)十分注意屋蓋的美觀問(wèn)題。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新型的屋頂結(jié)構(gòu)形式，如拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋頂?shù)取?br /> 無(wú)論傳統(tǒng)的屋蓋形式或者各類(lèi)新穎的屋蓋形式，其構(gòu)成大致分為兩個(gè)部分，即支撐體系（粱，檁條），和屋面體系（覆蓋面材）。

屋面就是建筑物屋頂?shù)谋砻�，他主要是指屋脊與屋檐之間的部分，這一部分占據(jù)了屋頂?shù)妮^大面積，或者說(shuō)屋面是屋頂中面積較大的部分。張拉膜結(jié)構(gòu)自其在20世紀(jì)中期發(fā)展以來(lái)，在各種屋面的應(yīng)用中不容忽視。
通過(guò)對(duì)各類(lèi)屋蓋結(jié)構(gòu)的觀察，可以了解屋蓋結(jié)構(gòu)在拉力和壓力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的行程和傳遞，我們可以對(duì)結(jié)構(gòu)行駛有清晰和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。比如梁，是能夠被結(jié)合形成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)最普通的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。每個(gè)此類(lèi)構(gòu)件都可能同時(shí)在它們的橫截面上承受拉力和壓力。豎向荷載下堅(jiān)支粱的橫截面下部表現(xiàn)為拉應(yīng)力，而在上部則表現(xiàn)為壓應(yīng)力。通過(guò)計(jì)算及檢測(cè)，可以看出粱一些情況下不能有效的承重，他的中央?yún)^(qū)域有顯著的重力荷載，卻不像外部纖維那樣達(dá)到應(yīng)力最大值。建筑學(xué)家通過(guò)研究將這種簡(jiǎn)單的梁發(fā)展為桁架——兼具承壓承拉作用的結(jié)構(gòu)。
桁架是由一列類(lèi)分立結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，起到梁的作用，各個(gè)結(jié)構(gòu)單元獨(dú)立承載拉力或壓力，并且可以被優(yōu)化加強(qiáng)，從而更有效的承載，梁的無(wú)效承重區(qū)域完全由桁架構(gòu)件之間的凈空間取代。
最簡(jiǎn)單的是由單一原件承載的體系，譬如膜結(jié)構(gòu)在屋面體系中的應(yīng)用。
很明顯一般傳統(tǒng)的屋面面材，覆蓋在粱之上，在粱承擔(dān)自身恒載的同時(shí)，至少還有承擔(dān)面材自重的壓力。這兩個(gè)例子都是平面原件，外加荷載也同樣作用于那些平面
當(dāng)這些結(jié)構(gòu)以及和他們相關(guān)的荷載體系演變?yōu)槿�維體系時(shí)，情況就變得更為復(fù)雜，參照系統(tǒng)圖示右邊一列的圖示為結(jié)構(gòu)只在受壓力作用時(shí)的承受荷載情況，而左邊一列的圖示為結(jié)構(gòu)在受拉力作用時(shí)的承受荷載情況。中間一列為圖示結(jié)構(gòu)在受拉力和壓力混合作用的結(jié)果。
二維壓力圓拱結(jié)構(gòu)被發(fā)展成雙向殼體結(jié)構(gòu)，然后被發(fā)展成為三角形結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)，最后被發(fā)展成為立體殼體結(jié)構(gòu)。相似的只受拉力作用的懸線結(jié)構(gòu)，先被發(fā)展成為三角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，最后是結(jié)構(gòu)涂層織物。在結(jié)構(gòu)演變過(guò)程的每個(gè)階段，結(jié)構(gòu)元件只受拉力作用。
引入表面曲率可以提高膜結(jié)構(gòu)的承載能力。在膜結(jié)構(gòu)中，荷載作用下的撓度有彎曲度以及永久應(yīng)力或預(yù)應(yīng)力的量來(lái)控制。
左圖給出了膜的基本形狀，雙曲拋物面（4點(diǎn)帆面）筒形拱形（鞍型）圓錐面都表現(xiàn)出負(fù)高斯曲面�；�本曲率在一個(gè)方向上的作用與其他方向上的作用相反。這些預(yù)應(yīng)力一開(kāi)始被機(jī)械的引入結(jié)構(gòu)邊緣，一個(gè)方向上的預(yù)應(yīng)力與反向的預(yù)應(yīng)力相對(duì)而且由其來(lái)維持。
雙曲表面的具體形狀和膜材織物的編織方向?qū)ζ涔こ绦阅苁侵陵P(guān)重要的。他與預(yù)應(yīng)力的大小一起控制著應(yīng)力的大小，分布在外加荷載下的撓度。
在滿足建筑上和功能上的需求的同時(shí)，建筑形式在物理上一定要是可行的，就是說(shuō)在安裝過(guò)程中以及非承載狀態(tài)下要處于平衡狀態(tài)。在實(shí)際中，這意味著在整個(gè)結(jié)構(gòu)中應(yīng)該沒(méi)有褶皺的織物表面，也不能有松弛的膜面和索。

在建筑外形和工程特征型緊密結(jié)合的同時(shí)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師和工程師緊密配合。這種配合從結(jié)構(gòu)的初始定型中就開(kāi)始了，如外形選擇階段并一直貫穿整個(gè)反復(fù)設(shè)計(jì)的過(guò)程，在膜結(jié)構(gòu)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)以及結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和可建設(shè)性的優(yōu)化方面，與優(yōu)秀的建筑師合作一直是我們所期待的。