作者对膜结构体系分析和设计全过程,作了系统的研究.在该文第二章中给出了索网结构形状确定的力密度法,推导了索网单元内力与膜单元应力间的转换关系,将用索网模型得到的形状设计结果中的索单元转换为三角形膜单元,得到有限膜单元计算模型.采用这一方法,可以充分利用力密度法能快速完成索网形状确定的优点. 该文第三章,利用几何非线性有限元理论,推导了考虑膜材正交异性情况下的三角形膜单元公式;推导了索(杆)单元的非线性有限元公式;推导了空间梁元的U.L.列式,可进行大位移、大转动问题的内力分析,可考虑轴向、剪切、弯曲和扭转效应.由三角形膜单元、索(杆)单元、空间梁单元构成了结构分析的基本单元,可用于膜结构体系形状设计和荷载效应的有限元分析.该文第四章中运用所得基本单元的非线性增量公式,进行有限元法形状设计,考虑膜结构体系中膜、索、杆、梁的共同作用,得出复杂结构的初始几何,求出基于该曲面的预应力分布值.由前面索网转换的膜结构,或有限元法得到的初始形状,采用几何非线性分析方法进行膜结构体系上荷载效应分析,考虑膜、索、杆、梁的共同作用,通过增量迭代法,保证结构在恒荷载、活(雪)荷载、风荷载等主要外荷载作用下,迭代过程的稳定性.该文第五章,提出了将空间任意曲面近似展开成平面和考虑应力释放的方法,进行了有限元公式的推导,包括了投影平面的选择方法,并提出了裁剪片幅宽的求法.通过编制程序,进行了算例的分析,对比裁剪设计得到的裁剪线两侧裁剪片边长.对于可展曲面,可以得到精确的展开平面;对于不可展曲面,可以得到精度很高的展开平面,完全可以满足工程精度要求.该文在第六章,采用了几何非线性有限元理论,提出了将裁剪片连接并张拉到控制点得到实际结构的数值检验方法,编制计算机程序实现,并进行了多个算例分析,将由裁剪片得到的实际结构与形状设计得到的曲面进行了比较检验.解决了判定裁剪设计是否能达到形状设计结果的问题.在该文第七章中通过应用该文理论编制的计算程序,作了一个膜结构体系工程的完整算例,通过清楚的菜单、命令和对话框,阐明膜结构体系设计计算的全过程.