膜结构是用轻质高强柔性薄膜材料与一定的支承及张拉体系相结合而形成的具有一定刚度的空间稳定曲面，其本身既体现了结构的受力特点，又突显了结构的建筑美感，是建筑师乐于采用的一种现代结构形式。 膜结构的分析主要分为初始平衡分析、荷载分析和裁剪分析三个步骤，其中初始平衡分析是荷载分析和裁剪分析的基础工作。本文借助Fortran程序语言，基于非线性有限元理论，考虑大挠度的影响，分别对包含索杆梁膜四类单元的结构进行荷载分析。初始平衡分析由ANSYS或膜结构专用软件CAFA完成，荷载分析建立在初始平衡分析之上。 膜材及边索均是柔性材料，本身没有受压性能，只能通过施加预应力或预拉力进行找形分析后，使膜或者加强索获得必要的刚度以抵抗外部荷载。膜单元采用三节点九自由度的空间三角形(平面)单元，索单元采用两节点六自由度的空间直线单元，考虑初始预应力形成切线刚度矩阵，对膜结构及索膜结构进行几何非线性分析，并将结果与ANSYS及CAFA的模型计算结果进行对比，验证了程序的可靠性和精确度。 可展索一桁架结构中的基本单元是梁、杆、索三类单元，在几何非线性分析程序中梁单元采用两节点十二自由度的空间直线单元，杆索采用两节点六自由度的空间直线单元。论文对可展结构有限元分析程序中求解非线性方程组的算法进行了改进。原程序中使用逐步增量法来研究可展结构的几何非线性行为，采用更新的拉格朗日格式，单元的内力由各荷载步的增量叠加即得。改进的程序不再采用简单的逐步增量法，而是在求解非线性方程组时采用全Newton-Raphson迭代法，每次迭代时都用得到的位移增量修正节点坐标及刚度矩阵和等效荷载向量，各迭代步的位移之和即为该荷载步的位移总值，将各荷载步的位移相加就得到结构的总的位移响应，同时可以得到相应的内力响应。 在程序改进的基础之上，将梁单元和杆单元加入到索膜结构的分析程序中，完成包含索杆梁膜四类单元的结构的几何非线性有限元分析。程序的可靠性通过简单但具有代表性的模型来验证，将无脊索整体膜结构及衔膜可展索一桁架结构的分析结果分别与ANSYS模型结果进行比较，确定了考虑几何非线性影响时结构变形及受力。 褶皱的出现会影响膜结构的性能和美观，而传统的分析一般按应力是否小于0作为判断褶皱出现的标准，如果产生褶皱，则修改弹性模量。本文提出基于二次几何非线性理论，对产生褶皱的部位构造不同形状、不同受力状态时的褶皱宏单元，并给出褶皱的波长和振幅。褶皱宏单元的建立打破了以往对褶皱的分析方法，不再直接考虑褶皱的应力状态，而是将一系列的褶皱看作一个褶皱宏单元，通过对宏单元的波长和振幅分析来考虑褶皱的应力状态，从而实现对褶皱较为精确的分析。