建筑膜結(jié)構(gòu)具有造型新穎獨(dú)特、傳力簡(jiǎn)捷高效的特點(diǎn)，受到人們的普遍青睞。作為一種典型的柔性張力結(jié)構(gòu)形式，膜結(jié)構(gòu)在力學(xué)表現(xiàn)上具有許多不同于傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)之處，從而形成了一套獨(dú)特的分析設(shè)計(jì)理論體系¨。首先，由于膜材不能抗壓、抗彎，需要通過(guò)薄膜張力作用來(lái)維持形狀和抵抗外荷載，因此膜結(jié)構(gòu)的初始形狀不能任意給定，必須是符合給定邊界條件且只有張力作用的平衡曲面，這使得膜結(jié)構(gòu)分析比剛性結(jié)構(gòu)多了一個(gè)初始形態(tài)確定過(guò)程。其次，膜結(jié)構(gòu)在外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大變形，因此幾何非線性是其荷載效應(yīng)分析中不可忽略的因素。不僅如此，在分析過(guò)程中還必須考慮膜材褶皺的影響，及時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行修正，這相當(dāng)于是一個(gè)材料非線性問(wèn)題。也就是說(shuō)，膜結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)分析需要同時(shí)考慮幾何非線性和材料非線性的雙重影響。

此外，由于膜結(jié)構(gòu)的輕柔特點(diǎn)，在風(fēng)荷載作用下振動(dòng)較一般結(jié)構(gòu)劇烈，屬于典型的風(fēng)敏感結(jié)構(gòu)。從實(shí)際風(fēng)災(zāi)害情況來(lái)看，膜結(jié)構(gòu)是風(fēng)損最為嚴(yán)重的建筑結(jié)構(gòu)類型之一；不僅中小型膜結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)風(fēng)毀事故，大型膜結(jié)構(gòu)遭風(fēng)破壞的例子也屢見(jiàn)不鮮；不僅國(guó)內(nèi)的風(fēng)破壞實(shí)例眾多，國(guó)外的例子也不少。這說(shuō)明，膜結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)設(shè)計(jì)問(wèn)題較一般結(jié)構(gòu)更為突出，且一直沒(méi)有得到很好解決。再有，膜結(jié)構(gòu)往往是具有預(yù)張力的不可展曲面，而實(shí)際加工則是在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下用有限幅寬的平面膜材通過(guò)拼接完成的，因此需要通過(guò)裁剪分析來(lái)實(shí)現(xiàn)曲面的剖分、展平和應(yīng)力釋放。該過(guò)程也較一般結(jié)構(gòu)的下料分析要復(fù)雜得多。以上簡(jiǎn)要介紹了膜結(jié)構(gòu)分析理論的特點(diǎn)和需要考慮的問(wèn)題。但這些并非是膜結(jié)構(gòu)分析理論的全部。特別是近年來(lái)，隨著膜結(jié)構(gòu)建造跨度的不斷加大，以及在一些非建筑領(lǐng)域(如航天工程)的應(yīng)用，對(duì)膜結(jié)構(gòu)分析提出了更新、更高的要求，也推動(dòng)了相關(guān)理論的發(fā)展。

本文首先依據(jù)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程，從初始形態(tài)分析、荷載效應(yīng)分析和裁剪分析三個(gè)方面對(duì)膜結(jié)構(gòu)分析理論的基本框架進(jìn)行概要介紹；然后針對(duì)當(dāng)前膜結(jié)構(gòu)研究中的若干熱點(diǎn)問(wèn)題，如褶皺模擬、風(fēng)振分析、形態(tài)優(yōu)化以及精確成形等，進(jìn)行深入探討；最后對(duì)膜結(jié)構(gòu)分析理論研究工作提出展望。

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