膜材作为建筑膜结构的主要材料,其力学性能关系到结构计算分析、工程设计、制造和施工方案的确定,故对其力学性能的掌握就显得尤为重要。膜结构中的柔性连接件一般是结构最为薄弱点,其受力情况在国内外研究较少,故有必要对其进行探索。本文综合应用理论、试验和数值模拟等方法,以建筑膜材和三维膜节点为研究对象,对其力学性能开展研究。首先,详细比较了恒定力增量加载和匀速加载两种双轴拉伸试验方法;对PVC膜材分别进行恒定力增量加载试验和匀速加载试验,得到了应力-应变曲线;基于复合材料正交异性理论,计算得到膜材的弹性模量和泊松比,比较了不同计算方法所得工程弹性常数的差异。其次,根据膜材双轴剪切变形特征,推导了工程剪应变和剪应力的计算公式,提出了双轴剪切加载方案;对PVC和PTFE膜材进行了双轴剪切试验,得到了剪应力-剪应变曲线和膜材的剪切模量,比较了不同计算方法所得剪切模量的差异。再次,介绍了三维拉伸试验机的研制。三维拉伸试验机主要包括水平双轴拉伸拉伸试验机和z轴拉伸试验机,z轴拉伸试验机台架主要由可动机构和结构组成。最后,提出了膜节点三维拉伸试验的加载模式以及试验方案。完成了9种膜节点三维拉伸试验,得到了双轴水平拉力曲线以及z轴拉力曲线。比较了垂直拉伸试验和偏轴拉伸试验的区别。基于膜材简化的本构模型,对垂直拉伸试验进行了数值模拟。