呼和浩特膜結構設計的特殊性
呼和浩特膜結構不同于一(yī)般的傳統結構，由于呼和浩特膜結構不存在穩定的無應力狀态，需要施加一(yī)定就(jiù)必領對曲面施加的預應力作計算(suàn)分析，保證曲面造型同時有一(yī)定的結構承載力和剛度。
由于呼和浩特膜結構設計的特殊性所以設計過程需要分爲兩個階段，形态分析階段和荷載狀态分析階段。
1.形态分析階段
在形态分析階段中包含初始（幾何）形态建立和初始形态的确定兩部分内容。
(1）初始(幾何）形态建立是建築師根據其設計經驗靈感和膜結構造型規律創造出的建築形式，這成爲整個膜結構體系進行深化的基礎，立足于此，相(xiàng)關的工(gōng)作步驟可以得到(dào)相(xiàng)應的開展。
(2）初始形态的确定是結構師根據建築師提供的初始（幾何）形态尋找滿足控制點邊界條件(jiàn)和初始預應力荷載平衡條件(jiàn)的膜結構形狀，以及與之相(xiàng)關的初始預應力分布。即通(tōng)常所說的 “找形”。事(shì)實上(shàng)，找形的目的不僅僅是找出一(yī)個滿足平衡的形狀，還包括對所找出曲面的預應力及剛度的分析，或者說是對曲面的病态判别及其修改。
總之，膜結構的 “自(zì)由造型” 需要滿足力學平衡。膜結構的造型設計，需要建築師與結構師共同完成。
2.荷載狀态分析階段
荷載分析是檢驗結構能(néng)否在實際環境中風、雨或雪等荷載作用下(xià)正常工(gōng)作，不發生(shēng)過大的變形和不出現褶皺和松弛。
從結構的設計、使用和美觀等角度來說，都不應出現膜面的褶皺和素的松弛現象。若不然，應重新進行形态分析，直到(dào)形态和荷載分析均達到(dào)要求。作用在張拉膜結構上(shàng)的外荷載一(yī)般有自(zì)重、雪荷載、風荷載、溫度應力等，這些因素都會對膜結構的設計産生(shēng)一(yī)定的影響，而決定最終的造型可能(néng)。因此，在膜結構設計過程中，需要在形态分析的基礎上(shàng)，将材料的本構關系和荷載狀況輸人計算(suàn)機，通(tōng)過相(xiàng)應專業軟件(jiàn)計算(suàn)可求出荷載作用下(xià)的張拉膜結構變形和單元應力狀态。同時，在進行荷載分析時，需要對計算(suàn)的各單元中的最大應力和最小(xiǎo)應力進行判斷。在叠代計算(suàn)過程中若出現膜的褶皺或松弛情況，應相(xiàng)應修改其單元本構矩陣後再進行下(xià)一(yī)步叠代計算(suàn)，以達到(dào)最後的受力體系的平衡。這一(yī)環節主要由結構師完成。
嚴格來講，在建築、結構技(jì)術設計基本完成，繪制施工(gōng)圖前，還應對确定的造型進行裁剪分析。膜結構的裁剪分析是膜結構設計中的一(yī)個關鍵技(jì)術。現有研究裁剪的工(gōng)作是在基于形狀判定和荷載分析後的特定幾何外形上(shàng)進行。
裁剪分析中，最棘手的問題是考慮初始預應力造成的膜材經、緯方向的伸長對裁剪下(xià)料的影響。由于膜結構是張力結構的一(yī)種-其整體剛度主要由初始預應力提供。單片膜材的裁剪和拼接是在無應力狀态下(xià)進行的，而結構張成後膜材必領處于全張力狀态，裁剪分析過程中必須選定合适的裁剪式樣并精确确定連接坐标，把膜材由空間的預應力狀态還原爲平面的無應力狀态。所以，如何把膜材由預應力狀态還原爲無應力狀态是進行膜結構裁剪分析中的關鍵技(jì)術，但這個問題至今還未得到(dào)很好的解決。由于裁剪分析與膜結構的形狀、大小(xiǎo)、曲率、材性等許多(duō)因素有關，使得目前各種裁剪方法的應用均受到(dào)一(yī)定程度的限制。根據已有的資料進行總結，裁剪分析方法總的來說分爲：物(wù)理模型方法，幾何模型方法，平衡模型方法。正是由于膜結構所用的材料的特殊性決定了其結構設計的特殊性，區别于一(yī)般傳統的建築設計中的結構設計。
