張拉膜結構力密度法找形分析中索邊界的處理

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第８卷第２期

空 間 結 構

ＶＯ１．８ ＮＯ．２

２００２年６月

ＳＰＡＴＩＡＬ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ

Ｊｕｎ．２００２

［文章編號］１００６—６５７８（２００２）０２—００３８—０５

張拉膜結構力密度法找形

分析中索邊界的處理

韓大建， 徐其功

（華南理工大學建筑學院， 廣東 廣州 ５１０６４１）

［摘 要］ 本文論述了力密度法找形分析原理并引入“Ｔ單元”的概念處理邊界，建立了平衡

方程組．完善了力密度法，為膜結構設計提供有效的方法。

［關鍵詞］ 膜結構；力密度法找形；Ｔ單元

［中圖分類號］ＴＵ３３ ［文獻標識碼］ Ａ

１ 引 言

張拉膜結構采用由高強纖維紡織基布加涂層后復合成的膜材，依托鋼、索、砼柱等支撐構

件，通過邊界或約束點使膜面張緊獲得預張力，使結構具有一定的剛度和形狀，獲得抵抗外部

荷載的能力。膜材只能抵抗拉力（張緊后具有一定的抗剪能力），只有施加初張力，膜結構才有

一

定的形狀與剛度。施加不同的張力，膜結構具有不同的形狀，因而，膜結構設計首先須進行找

形分析，即初始平衡形態分析，它是膜結構設計關鍵的一步。力密度法是膜結構初始形態分析

的有效方法之一，國內外很多資料如文獻［１～４］￣ｒＪ力密度法均有詳細論述，但對索的處理涉及

不多。張拉膜結構是由膜、索（邊索、谷索、脊索）、鋼架組成，鋼架有時可簡化為膜的固定邊界，

但索必須與膜共同分析。本文采用“Ｔ單元”處理索與膜的關系，使索與膜巧妙地結合在一起，

分析過程與一般力密度法完全相同，從而完善了力密度法找形分析，對膜結構的設計具有一定

的參考意義。

２力密度法原理

在笛卡爾坐標系中，把膜結構離散成由線單元和節點組成的索網結構，將假定的膜初張力

［收稿日期］２００２—０１－２３

［作者簡介］韓大建（１９４Ｏ一），女．廣西人，教授．博士生導師，主要從事大跨度結構的研究。

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