在膜材設計中，首先需要確定一個合理的曲面。為確保在外荷載作用下結構形態良好，常采用力平衡找形方法。如動力松馳法、力密度法等來建立平衡曲面，不同的方法各有利弊，但就總體而言，力密度法在業內逐漸被認為是最合理和最靈活的找形技術。該工程進行膜材設計的德國膜結構軟件Easy即是采用的力密度法。

    通常膜材的找形首先給定膜內預應力，因為PVDF基材編織時采用的工藝，使得膜材經緯向受力狀態不同，經緯向給定力不同的預應力值。該工程PVDF經向預應力給定力2kN/m，緯向預應力為1kN/m。ETFE膜材沒有基材，可以認為膜材本身受力性能各相同性，所以給定相同的預應力。根據選用的PVDF和ETFE膜材的不同，給定不同的膜材的彈性模量，找到平衡曲面。

    該工程屋面部分采用PVDF膜材，承受的荷載為風荷載和活荷載，因為考慮到在世博會開館期間在夏季，所以不考慮雪荷載。

    立面部分采用ETFE膜材，膜材本身為立面設置，故不考慮活荷載，只考慮風荷載。該結構整體為長方體，各面膜材起伏較小，所以在確定體型系數時，《建筑結構荷載規范》（GB50009-2001）規定來取值。

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