膜结构是以建筑膜材为主要受力构件的一种张力结构。膜材的一个重要力学性质是不具有抗弯刚度，不能受压。这决定了膜结构具有两个显著特点：一是明显的几何非线性；二是在外荷载作用下易产生褶皱。因此，要对膜结构进行研究和设计，就必须首先解决以下两方面的问题：选择适合于膜结构的分析方法和褶皱处理方法；研究褶皱对结构力学性能的影响。　　目前，膜结构的非线性有限元分析方法在国内外的应用都较为普遍，其中又以平面常应变三角形单元最为常用，但随着膜结构设计技术的快速发展和科学研究的不断深入，这种单元的缺点也逐渐显现出来。因此，本文提出采用六结点三角形曲面等参元进行膜结构分析。该单元模型在应变表达式中引入了法向位移和曲率变化的影响项从而能更真实的模拟膜结构的受力状态。文中推导了相应的几何非线性有限元方程及刚度矩阵表达式,并通过算例验证了理论公式的正确性和数值解的高精度。　　为了在膜结构的曲面有限元分析中对褶皱进行合理的处理，本文对褶皱的基本理论作了探讨，并比较和分析了褶皱的两种处理方法—修正本构关系法和松弛应变能密度法，最终得出结论：松弛应变能密度法从方法本身的物理意义和计算结果两方面来考虑都是较为合理的，较之修正本构关系法更适用于曲面有限元分析。　　在以上工作的基础上，本文对膜结构的力学性能进行了研究，重点分析了预张力、矢跨比等结构参数对褶皱的影响及褶皱对结构力学性能的影响，从而为膜结构设计提供参考。