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为什么膜结构的曲面是互反曲面的呢？设想有一空间点A. 要维持该点的平衡，对于杆系结构至少要三根杆件，如图2a所示：对于索结构，由于索不能受压，所以至少需要连接四根索段，而且其中两根索段要向上弯，以承受向下的节点力；另两根索段向下弯，以承受向上的节点力，如图2b所示。以此类推，索网结构中的每一节点均需满足上述条件，则必然形成互反曲面。如图2c所示。膜结构的曲面形成原理与索网结构类似。可见互为反曲面是维持索、膜结构稳定性的基本要素。

2 预张力的作用
对于膜结构，要结构的稳定，除了要具备空间曲面形状外，预张力也是不可缺少的要素。预张力对膜结构的作用可以概括为以下两个方面（这里为了叙述方便，仍以索结构为例）：
（1）增加结构的刚度
设想有一根在两端固定的竖索，索中预张力为零：当在索跨中施家向下的集中力P后，由于下半段索松弛退出工作，故力P完全由上半段索承担，其索力为p，相应的伸长量为Δ（如图3a所示）。当索中存在预张力PS时，上下两段索均会参与工作，此时上半段索力变为PS+P/2，下半段索力变为PS-P/2，相应的伸长量也变为Δ/2（如图3b所示）。图3c给出了结构在无预张力（直线A）和有预张力（折线BCD）两种情况下的荷载-位移曲线，其中C点对应下半段索的张力降低为零的时刻。

（2）维持结构的稳定
仍以图2b为例，当A点作用向下的外力后，向上弯的两根索段中的内力会增加，向下弯的两根索段中的内力会减小；由于索不能受压，当索中无预张力时，向下弯的两根索段就会松弛退出工作，这样节点A将失去侧向约束；如果索中存在预张力，在向下的外力作用下，向下弯的两根索段内力会减小但仍维持张力状态，从而节点的约束充分，维持其稳定。