膜結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括形狀確定、荷載分析和裁剪分析三大方面。

1、膜結(jié)構(gòu)的形狀確定

（1）給定預(yù)應(yīng)力分布的形狀確定問題：預(yù)先假定膜結(jié)構(gòu)中應(yīng)力的分布情況，再根據(jù)受力合理或經(jīng)濟原則進行分析計算，得到膜的初始幾何狀態(tài)。

（2）給定幾何邊界條件的形狀確定問題：預(yù)先確定膜結(jié)構(gòu)的幾何邊界條件，然后計算分析預(yù)應(yīng)力分布和空間形狀。

常用的計算機找形方法有：力密度法、動力松弛法、有限元法。

2、膜結(jié)構(gòu)的荷載分析

膜結(jié)構(gòu)的荷載分析是在形狀分析所得到的外形與初始應(yīng)力分布的基礎(chǔ)上進行的，檢查結(jié)構(gòu)在各種荷載組合下的強度、剛度是否滿足預(yù)定要求的過程。膜結(jié)構(gòu)的荷載分析基本上都采用非線性有限元法，即將結(jié)構(gòu)離散為單元和結(jié)點，單元與單元通過結(jié)點相連，外荷載作用在結(jié)點上，通過建立結(jié)點的平衡方程，獲得求解。

3、膜結(jié)構(gòu)的裁剪分析

裁剪分析就是將由找形得到并經(jīng)荷載分析復(fù)核的空間曲面，轉(zhuǎn)換成無應(yīng)力的平面下料圖。裁剪分析包含三個步驟：

（1）空間膜面剖分成空間膜條

膜結(jié)構(gòu)是通過結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)造型，空間膜面在剖分成膜條時，要充分考慮膜條的邊線即熱合縫對美觀的影響；同時膜材是正交異性材料，為使其受力性能最佳，應(yīng)保證織物的經(jīng)、緯方向與曲面上的主應(yīng)力方向盡可能一致；此外，用料最省、縫線最短，也是進行膜面剖分必須考慮的因素。

（2）空間膜條展開成平面膜片

空間膜條展開成平面膜片，即將膜條的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二維數(shù)據(jù)，采用幾何方法，簡單可行。但如果膜條本身是個不可展曲面，就得將膜條再剖分成多個單元，采用適當?shù)姆椒▽⑵湔归_。此展開過程是近似的，為保證相鄰單元拼接協(xié)調(diào)，展開時要使得單元邊長的變化為極小。

（3）應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化到無應(yīng)力狀態(tài)

從應(yīng)力狀態(tài)到無應(yīng)力狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，即釋放預(yù)應(yīng)力、進行應(yīng)變補償。膜結(jié)構(gòu)是在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下工作的，而平面膜材的下料是在無應(yīng)力狀態(tài)下進行的，為確定膜材的下料圖，需對膜片釋放預(yù)應(yīng)力，并進行應(yīng)變補償。這里的補償實際上是縮減，在此基礎(chǔ)上加上熱合縫的寬度。