由于膜材所特有的非線性力學(xué)特點(diǎn)以及膜結(jié)構(gòu)整體所表現(xiàn)的柔性、張力與形態(tài)的統(tǒng)一性，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理顯著區(qū)別于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但又源于一般結(jié)構(gòu) 工程學(xué)的設(shè)計(jì)思想、原理、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則".
目前，膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括總體設(shè)計(jì)、找形 分析、荷載分析和剪裁分析四個(gè)階段。其中，總體設(shè)計(jì)為找形分析提供了邊界條件， 找形分析所得的初始平衡形態(tài)是荷載分析與裁剪分析的基礎(chǔ)，荷載分析檢驗(yàn)這一平衡形態(tài)在荷載作用下的力學(xué)性能，裁剪分析是實(shí)現(xiàn)找形分析所得到的形狀與初始預(yù)張力的途徑，是膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問題。這四個(gè)過程相互聯(lián)系相互制約，始終貫穿膜結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的全過程。
膜結(jié)構(gòu)車棚總體設(shè)計(jì)。
總體設(shè)計(jì)一般是建筑師根據(jù)業(yè)主的意圖、功能要求、環(huán)境條件等初步確定建筑的平 面形狀尺寸、空間形式及三維造型、凈空體量等。基本確定各控制點(diǎn)的坐標(biāo)，考慮經(jīng)濟(jì) 和施工工藝等技術(shù)條件，與膜結(jié)構(gòu)工程師、業(yè)主及施工技術(shù)人員等一起確定經(jīng)濟(jì)合理的初步設(shè)計(jì)方案。
膜結(jié)構(gòu)車棚找形分析。
對(duì)于常規(guī)的剛性結(jié)構(gòu)來(lái)說，結(jié)構(gòu)的幾何外形在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就己確定。但對(duì)于薄膜 結(jié)構(gòu)來(lái)說，由于使用了不能承受彎矩、壓力的索、膜材料， 在引入預(yù)應(yīng)力之前，其幾 何外形具有不確定性，岡而必須對(duì)其進(jìn)行初始形態(tài)分析。
所謂"形"足指結(jié)構(gòu)的形狀："態(tài)"是指與"形"相對(duì)應(yīng)的應(yīng)力分布狀態(tài)，二者是一映射關(guān)系，初始形態(tài)分析就 是尋求滿足控制點(diǎn)邊界條件和預(yù)應(yīng)力荷載平衡條什的膜結(jié)構(gòu)形狀以及與之相關(guān)的預(yù)應(yīng) 力分布。 在找到初始形態(tài)之前，并不能準(zhǔn)確地確定結(jié)構(gòu)的初始形狀和與之對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力分布 狀態(tài)，也就是說這時(shí)有兩個(gè)未知的因素：一個(gè)是初始形狀，另一個(gè)是預(yù)應(yīng)力分布狀態(tài)幢訓(xùn)。 因此，在實(shí)際分析中有兩種不同的分析思路：
其一，先給定膜結(jié)構(gòu)車棚結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)應(yīng)力分布狀態(tài)，然后尋求滿足膜結(jié)構(gòu)車棚預(yù)應(yīng)力態(tài)和邊界條件的結(jié)構(gòu)形狀其二，預(yù)先給定膜結(jié)構(gòu)車棚結(jié)構(gòu)的形狀，然后求解滿足膜結(jié)構(gòu)車棚幾何形狀要求的自平衡預(yù) 應(yīng)力態(tài)在找態(tài)分析中，需要已知結(jié)構(gòu)的幾何形狀， 但建筑設(shè)計(jì)一般僅能提供結(jié)構(gòu)的邊界條件和特征點(diǎn)坐標(biāo)，而不能詳細(xì)給出空間膜曲面的具體描述，使得數(shù)值分析難以進(jìn)行，因此在膜結(jié)構(gòu)車棚工程實(shí)際中主要應(yīng)用的是找形分析。
