索穹顶的结构设计分析

索穹顶的结构设计分析

索膜结构中、由于索、膜等主要受力构件均为柔性材料，必须施加一定的预应力，赋予一定的形状，构成自平衡体系，才能承受外荷载的作用。

它的设计理论主要包括三个方面：找形分析、荷载分析、裁剪分析。

找形设计是导找满足边界条件和初始平衡条件的结构形态及与之相应的预应力分布的过程，是索一膜结构设计的重点和难点：

目前较常用的找形方法有力密度法、动力松弛法和非线性有限元法：荷载状态下受力分析的目的是确定索一膜结构是否满足极限抗拉强度和实际使用功能的要求，受荷分析包括静力分析和动力分析两部分：膜结构的剪裁分析也是结构设计的一个关键技术。

裁分析就是确定二维膜材的剪裁下料图，依图通过拼接，张拉生成膜结构的空间曲面。裁剪分析主要包括裁剪线的确定、平面膜材坐标计算、预应力及徐变处理三个步骤。

裁剪分析方法可分为三大类，物理模型方法、儿何模型方法、平衡模型方法，其中平衡模型方法以其灵活、迅速、准确的特点，而被普遍采用。

国内外学者已提出了儿何法、最小二乘原理、有限单元法、平面热应力问题动态规划法等，将空间不可展曲面转换成二维的平面，然后用“补偿法”最后确定二维膜片的儿何尺寸，但膜结构的裁剪拼接过程都是会有误差的。

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