张拉膜结构的概念设计 “只有正确表达结构逻辑的建筑才有强大的说服力与表现力”这句话揭示了张拉膜结构的精髓。对于张拉膜结构，任何附加的支撑和修饰都是多余的，其结构本身就是造型。换句话说，不符合结构的造型是不可能的，因为那样的薄膜不是飘动的就是缺乏稳定性的，张拉膜结构的美就在于其“力”与“形”的 结合。 张拉膜结构的基本组成单元通常有：膜材、索与支承结构（桅杆、拱或其他刚性构件）。 膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的“第六种建筑材料”。膜材本身不能受压也不能抗弯，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外，要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力，而膜结构是通过改变形状来分散荷载，从而获得 小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力：一个是由几何变形引起的，另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成“高点”和“低点”。“高点”通常是由桅杆来提供的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构（suspension membrane）。 索作为膜材的弹性边界，将膜材划分为一系列膜片，从而减小了膜材的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，膜材的自由支承长度不宜超过15米，且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外，索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑，从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。 膜结构设计主要包括以下内容：（1）初始态分析：确保生成形状稳定、应力分布均匀的三维平衡曲面，并能够抵抗各种可能的荷载工况，这是一个反复修正的过程（2）荷载态分析：张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的1／5，混凝土结构的1／40，因此膜结构对地震力有良好的适应性，而对风的作用较为敏感。除此之外，还要考虑雪荷载和活荷载的作用，不过由于目前观测资料尚少，故对膜结构的设计通常采用安全系数法 （3）主要结构构件尺寸的确定，及对支承结构的有限元分析。当支承结构的设计方法与膜结构不同时，应注意不同设计方法间的系数转换（4）连接设计：包括螺栓、焊缝和次要构件尺寸 （5