索膜結構設計主要包括以下內容：
(1)膜結構初始態分析：確保生成形狀穩定、應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，這是一個反復修正的過程。
（2）膜結構荷載態分析：張拉膜結構自身重量很輕，僅為鋼結構的1/5，混凝土結構的1/40；因此膜結構對地震力有良好的適應性，而對風的作用較為敏感。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，故膜結構設計通常采用安全系數法。
（3）膜結構主要結構構件尺寸的確定，及對支承結構的有限元分析。當支撐結構的設計方法與膜結構不同時，應注意不同設計方法間的系數轉換。
（4）膜結構連接設計：包括螺栓、焊縫和次要構件尺寸。
（5）膜結構剪裁設計：這一過程應具備必要的試驗數據，包括所選用膜材的楊氏模量和剪裁補償值（應通過雙軸拉伸試驗確定）。
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