膜結構的設計可分為三個步驟：

(1)找出一個初始均衡外形；

(2)各種荷載組合下的力學剖析以保證平安；

(3)裁剪制造。興旺國度從六十年代起開端提出多種計算辦法，

?? 到目前為止以有限元法為、普遍被采用的辦法。而單元類型皆為三角形平面常應變單元，該辦法是從剛性板殼大變形理論移植過來的。

?? 從以下剖析能夠看到，膜結構車棚作為只能抗拉的軟殼體是不適合采用這種平面單元的，由于關于剛性殼體來說，這種平板單元能夠看成平面應力單元戰(zhàn)爭板彎曲單元的組合，其單元剛陣能夠由這兩種單元剛陣兼并而成。而膜結構作為軟殼體是不能抗彎的，只能靠薄膜曲面的曲率變化，從而惹起膜外表中內力重散布來抵御垂直于曲面的外荷載。假如還是采用這種只要平面內應力的板單元，則應變的線性局部將不反映平面外z方向位移的影響，這招致單元不包含z方向節(jié)點反力，就每個單元來說靜力是不均衡的。所幸的是應變的非線性局部思索了z向位移的影響，使得各單元兼并起來的總的均衡方程經(jīng)過不時迭代能近似到達均衡，缺陷是需求過多的平面內位移來滿足均衡的請求，而實踐狀況是只需求一定的平面外戰(zhàn)爭面內的位移及曲率變化就能夠了。

?? 思索到這些，我國膜結構技術人員在國際上初次采用曲面膜單元，應變的線性局部引入了z向位移及單元的曲率和扭率，非線性局部依然保存z向位移的影響項。這樣無論是每個單元還是各單元兼并后的均衡方程都能很容易滿足，迭代次數(shù)大為減少，而變形結果也更契合真實狀況。而且由于單元內各點應力都不相同，據(jù)此判別皺折能否呈現(xiàn)會更為準確。后求出的每個單元的曲率和扭率關于判別初始找形的正誤和優(yōu)劣以及裁剪下料都能提供很多十分有用的信息。

?? 用曲面有限單元樹立的膜結構找形及內力計算辦法極小曲面具有十分圓滿的外表外形和應力狀態(tài)，是膜結構合理的理想初始狀態(tài)。所謂極小曲面是指在給定邊境條件下面積小的曲面。在這個曲面上恣意一點的應力都相等。興旺國度從六十年代起開端對膜結構找形提出多種計算辦法，如物理模型法,力密度法,動力松馳法等，到目前為止以有限元法為、普遍采用的辦法。不只國內，迄今國外的計算理論也都是以平面膜單元作為膜結構的計算模型。該辦法是從剛性板殼大變形理論移植過來的。膜結構作為只能抗拉的軟殼體是不適合采用這種平面單元的，其缺陷是需求過多的平面內位移來滿足均衡的請求，而實踐狀況是只需求一定的平面外戰(zhàn)爭面內的位移及曲率變化就能夠了。其結果就是在后面要停止的內力計算時，代入真實資料常數(shù)后，由于前面找形得到的極小曲面與實踐可能存在的膜結構外形的差距在視覺上可能不大，但對計算來說卻是不能無視的，因而計算很容易發(fā)散或呈現(xiàn)皺折。這也是前面其他辦法的共同缺陷，他們常常把這一連接的過程辨別成理想化的找形和實踐驗算兩個階段，也就不能保證找出的外形都能用真實的膜材建成等應力極小曲面。