索膜结构整体分析分离分析比较

索膜结构整体分析与分离分析的比较

摘要：分别建立索膜结构的整体计算模型与分离计算模型，对

结构进行找行分析与荷载分析。通过比较在不同荷载作用下两种计

算模型对下部结构的影响，说明在索膜结构设计中进行整体计算的

必要性。

关键词：索膜结构；非线性有限元；整体分析；分离分析；

1 引言

在索膜结构设计中，为了计算的简便往往采用分离式，即将膜

结构的计算与支承结构的计算分开，先假设膜的边界固定，对膜结

构进行计算并得到支座反力；然后将支座反力反作用于支承结构来

计算支承结构的受力与变形。由于传统结构刚度较大，将结构分开

计算时，局部边界条件的简化所带来的误差一般可在工程实践的允

许范围内。但当结构体系中包含有索、膜等刚度小的柔性构件时，

内力与变形呈非线性关系，使结构构件的内力改变与边界条件、荷

载的变化关系更加难以估计，需对其进行较精确的分析。所以将索、

膜结构与其共同作用下的刚性结构分开考虑往往会引起不可忽视

的误差。

“膜结构计算模型的边界支承条件应与支承点的实际构造相符

合，对于可能产生较大位移的支承点，在计算中应考虑支座位移的

影响，或与支承结构一起进行整体分析” 《膜结构技术规程》

（2004）。但整体分析是复杂的，因为包括了梁、杆、索、膜甚至