張拉膜結(jié)構(gòu)的基本組成單元通常有：膜材、索與支承結(jié)構(gòu)（桅桿、拱或其他剛性構(gòu)件）。 

膜材一種新興的建筑材料，已被公認(rèn)為是繼磚、石、混凝土、鋼和木材之后的“第六種建筑材料”。膜材本身不能受壓也不能抗彎，所以要使膜結(jié)構(gòu)正常工作就必須引入適當(dāng)?shù)念A(yù)張力。此外，要保證膜結(jié)構(gòu)正常工作的另一個(gè)重要條件就是要形成互反曲面。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)為了減小結(jié)構(gòu)的變形就必須增加結(jié)構(gòu)的抗力；而膜結(jié)構(gòu)是通過改變形狀來分散荷載，從而獲得最小內(nèi)力增長的。當(dāng)膜結(jié)構(gòu)在平衡位置附近出現(xiàn)變形時(shí)，可產(chǎn)生兩種回復(fù)力：一個(gè)是由幾何變形引起的；另一個(gè)是由材料應(yīng)變引起的。通常幾何剛度要比彈性剛度大得多，所以要使每一個(gè)膜片具有良好的剛度，就應(yīng)盡量形成負(fù)高斯曲面，即沿對角方向分別形成“高點(diǎn)”和“低點(diǎn)”�！案唿c(diǎn)”通常是由桅桿來提供的，也許是由于這個(gè)原因，有些文獻(xiàn)上也把張拉膜結(jié)構(gòu)叫做懸掛膜結(jié)構(gòu)（suspension membrane）。 

索作為膜材的彈性邊界，將膜材劃分為一系列膜片，從而減小了膜材的自由支承長度，使薄膜表面更易形成較大的曲率。有文獻(xiàn)指出，膜材的自由支承長度不宜超過15米，且單片膜的覆蓋面積不宜大于500平米。此外，索的另一個(gè)重要作用就是對桅桿等支承結(jié)構(gòu)提供附加支撐，從而保證不會因膜材的破損而造成支承結(jié)構(gòu)的倒塌。 

膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容： 
1，初始態(tài)分析：確保生成形狀穩(wěn)定、應(yīng)力分布均勻的三維平衡曲面，并能夠抵抗各種可能的荷載工況；這是一個(gè)反復(fù)修正的過程。 
2，荷載態(tài)分析：張拉膜結(jié)構(gòu)自身重量很輕，僅為鋼結(jié)構(gòu)的1／5，混凝土結(jié)構(gòu)的1／40；因此膜結(jié)構(gòu)對地震力有良好的適應(yīng)性，而對風(fēng)的作用較為敏感。此外還要考慮雪荷載和活荷載的作用。由于目前觀測資料尚少，故對膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通常采用安全系數(shù)法。 
3，主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的確定，及對支承結(jié)構(gòu)的有限元分析。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與膜結(jié)構(gòu)不同時(shí)，應(yīng)注意不同設(shè)計(jì)方法間的系數(shù)轉(zhuǎn)換。 
4，連接設(shè)計(jì)：包括螺栓、焊縫和次要構(gòu)件尺寸。 
5，剪裁設(shè)計(jì)：這一過程應(yīng)具備必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補(bǔ)償值（應(yīng)通過雙軸拉伸試驗(yàn)確定）。 

膜結(jié)構(gòu)在方案階段需要考慮的問題有： 
1，預(yù)張力的大小及張拉方式； 
2，根據(jù)控制荷載來確定膜片的大小和索的布置方式； 
3，考慮膜面及其固定件的形狀以避免積水（雪）； 
4，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，以避免應(yīng)力集中； 
5，考慮膜材的運(yùn)輸和吊裝； 
6，耐久性與防火考慮。 

在膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段所要考慮的要點(diǎn)有： 
1，保證膜面有足夠的曲率，以獲得較大的剛度和美學(xué)效果； 
2，細(xì)化支承結(jié)構(gòu)，以充分表達(dá)透明的空間和輕巧的形狀； 
3，簡化膜與支承結(jié)構(gòu)間的連接節(jié)點(diǎn)，降低現(xiàn)場施工量。 

膜結(jié)構(gòu)研究的主要問題有： 
1，找形（Form-finding）或更進(jìn)一步叫“形態(tài)理論”； 
2，考慮膜材松弛和各向異性下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)； 
3，結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的動力穩(wěn)定性； 
4，裁剪優(yōu)化； 
5，膜與索及支承結(jié)構(gòu)間的相互作用。