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充气膜结构它是以柔性结构体系来承受风荷载和雪荷载等各种外荷载的作用，由于膜结构的特点以及膜材的性，充气膜结构的设计分析过程也不同于以往的钢筋混凝土和钢结构。充气膜结构的结构计算包括初始形态分析、受荷分析及模态分析等内容。充气膜结构的结构分析包括 3 个阶段:忽略其自身微小的自重和自平衡预张力，不承受外部荷载的零态；在确定的边界条件及施加预应力的分布和大小后所形成的初始态；在外荷载、自重及考虑材料张力作用的工作态。它们之间的膜面主应力方向、预张力的大小变化、形态变形过程和趋势等是相互联系、相互制约的，从全过程、一体化的角度加以考虑。
膜结构建筑是建筑结构的一种新形式，它集建筑，结构力学，精细化工，材料科学和计算机技术于一体，具有很高的技术含量。其弯曲的表面可以根据建筑师的设计需要随意改变。膜结构建筑以新颖独特的建筑形态和良好的应力特性，广泛用于体育健身设施，文化娱乐设施，交通运输设施，工农业建筑和地标建筑。
而“水立方”结构几何体的基本模型是基于优化改良的多面体 组合建立起来的。 其几何体是这样形成的: 首先生成一个比水立方建 筑的的更大的多面体阵列，再把这个阵列围绕（0,0,0）——(1,1,1) 矢量轴旋转60°，在多面体阵列中切出 176.5389m× 176.5389m× 29.3789m 立方体的建筑外形。然后在立方体的内部挖去内部使用空 间，这样便切出了屋盖和墙体结构。多面体单元在两个切割平面上切 出的屋盖结构的上弦、下弦杆件和墙体结构内外表面弦杆， 两个切割 平面之间的多面体棱边便为结构的腹杆。“水立方” 也运用了新型的多面体空间钢架结构，这种新结构则由复杂的类WP 多面体单元填充的实体减去不需要的空间而得到，基本类WP多面体单元一个角点(即结构中的节点)上只有四条边 (即结构 中的杆件 )与之相连 ,而传统网架一个节点上至少有6根杆件与之相连 , 角点形式只有三种,一共只有四种边长，类WP 多面体阵列经旋转、 切割形成结构的屋面和墙面后,与表面上节点相连的杆件数多为6根。这种几何构成的结构体系当杆件之间铰接时几何可变 ,不能承受外荷 载,因此多面体空间刚架结构的杆件之间刚接 ,才能形成结构承受 外力，其杆件内力除了与普通网架一样有轴力外 ,还有双向弯矩、双 向剪力和扭矩 ,与刚架杆件相似 ,因此称之为刚架。
膜结构的脊索、谷索其锚头的组装严格按工艺标准执行，脊索、谷索应张拉到位。对有控制要求的张力值应作施工记录，对无控制要求的应作张拉行程记录。膜结构的优势:大跨度建筑空间 由于其重量轻，可以灵活地创造性地设计和使用膜建筑，无需大跨度覆盖内支撑表面的空间。降低能耗 膜材料具有高反射率、低光吸收和低导热性，大地阻止了太阳能进入室内。此外，薄膜材料的半透明性确保了适当的自然漫射光照亮房间。