张拉膜形态分析—找形！

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       张力膜结构是一种柔性张力结构, 其刚度由结构的初始几何曲面及初始预应力来提供。传统的分析方法是基于既定的几何外形上进行的。为确定张拉结构的初始几何, 从早期的结构模型的量测开始, 到后来发展成以计算技术为基础的许多找形方法[3] 。为了使结构具备足够的刚度, 以确保结构在荷载态时的种种荷载作用及边界条件约束下, 结构中的任一部分都满足强度要求, 且保证不出现压应力发生皱折退出工作, 除使结构的初始曲面具备一定的刚度外, 还需施加预应力以进一步获得刚度。而张力膜结构的几何外形与其预应力分布及其数值有着密切的依赖和制约关系, 不同的预应力分布、预应力值可以导致不同的几何外形; 反过来, 确定的一种几何形状必然有唯一一组相应的预应力分布。

       与此同时, 张力膜结构对几何外形又非常敏感, 几何外形的微小改变可能引起内力的较大改变。因此, 如果在既定的几何外形基础上施加某组给定的预应力以进一步获得刚度的话, 结构的几何形状与所施加的预应力将是不平衡的。为取得平衡, 结构的几何外形及其预应力都将改变, 以取得新的几何及相应的预应力分布和预应力数值。这样, 荷载态计算分析的基点将不再是原来既定的几何, 初始预应力也不是原来所给定的预应力。基于上述分析, 张力膜结构的全过程分析的第一步就是形状判定。在这里, 形状判定不光是寻求一个几何外形, 同时还要求出基于该几何外形的预应力分布值。在形状判定中, 还要包括初始几何曲面的病态判别及其修改。