张拉膜结构是依靠膜自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同构成机构体系。张拉膜结构车棚是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状，作为覆盖结构，并能承受一定的外荷载作用的一种空间结构形式。张拉膜结构是建筑结构中最新发展起来的一种形式，自从1970年代以来， 膜结构在国外已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大跨度建筑中。在张拉膜结构设计阶段所要考虑的要点有： 保证膜面有足够的曲率，以获得较大的刚度和美学效果； 细化支承结构，以充分表达透明的空间和轻巧的形状； 简化膜与支承结构间的连接节点，降低现场施工量。在20世纪中期，Frei Otto在一次皂膜试验中产生了轻型张拉膜结构设计。其基本概念是自适应找形。这是一种自动调节边界条件、约束条件和其他处理参数来实施设计的一种概念。而且Frei Otto还提出了“极小曲面”的理论，这一理论诞生了现在张拉膜结构建筑的设计原理。这个“极小曲面”意思就是在特定的边界范围内设计出膜结构表面积最小，而空间大耗能少的理论。轻型张拉膜结构的建筑它的特点就是它的预应力在整个膜面都是均匀分布的，所以就有了张力自平衡的效果。极小曲面在平面边界里只是一个平面。但是只要张拉膜表面或者膜边界有一点儿不在这个极小曲面内，那么这个平面上的所有点都会有一个双曲面。这个曲面可以是正高斯曲率也可以是负的。但是负高斯膜面是折减面的时候，膜材料的消耗量是最少的。因为膜结构的结构性能高，它可以根据膜结构表面的形状大小来重新布局使荷载集中，那么这个区域的应力不会有太大幅度的增加，这就成就了张拉膜结构的简约轻便，不仅承载能力好，而且外观美丽大方。
膜材一种新兴的建筑材料，已被公认为是继砖、石、混凝土、钢和木材之后的"第六种建筑材料"。膜材本身受压不大，抗弯也不是很好，所以要使膜结构正常工作就必须引入适当的预张力。此外，要保证膜结构正常工作的另一个重要条件就是要形成互反曲面。传统结构为了减小结构的变形就必须增加结构的抗力;而膜结构是通过改变形状来分散荷载，从而获得最小内力增长的。当膜结构在平衡位置附近出现变形时，可产生两种回复力:一个是由几何变形引起的;另一个是由材料应变引起的。通常几何刚度要比弹性刚度大得多，所以要使每一个膜片具有良好的刚度，就应尽量形成负高斯曲面，即沿对角方向分别形成"高点"和"低点"。"高点"通常是由桅杆来提供的，也许是由于这个原因，有些文献上也把张拉膜结构叫做悬挂膜结构(suspension membrane)。 索作为膜材的弹性边界，将膜材划分为一系列膜片，从而减小了膜材的自由支承长度，使薄膜表面更易形成较大的曲率。有文献指出，膜材的自由支承长度不宜超过15米，且单片膜的覆盖面积不宜大于500平米。此外，索的另一个重要作用就是对桅杆等支承结构提供附加支撑，从而保证不会因膜材的破损而造成支承结构的倒塌。
膜结构采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。膜结构应根据建筑物的性质和等级、使用年限、使用功能、结构跨度、防火要求、地区自然条件及膜材的耐用年限等要求进行膜材选用。膜结构的设计应根据荷载、支承条件、制作加工、施工工况及其它特殊条件进行。膜结构的设计内容包括形状设计、荷载分析、裁剪设计、配件设计、支承结构设计。对膜结构的形状设计、荷载分析、裁剪设计，应在考虑施工过程的基础上进行一体化的设计。膜材只能承受拉力，不能承受压力和弯矩。膜面的最大主应力应小于膜材的强度设计值，在荷载长期作用下，最小主应力应大于等于维持其初始平衡形状的应力值。膜结构一体化设计时，应考虑膜材的松弛、徐变、老化。膜结构设计时，应考虑使用阶段膜材替换对整体结构的影响。膜结构设计应考虑膜材破坏时，支承结构仍应保持自身的强度、刚度及稳定性。
