張拉膜結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)的介紹

“  張拉整體”（Tensegrity）概念是美國著名建筑師富勒（R.B.Fuller）的發(fā)明，這是“張拉”（tensile）和“整體”（integrity）的縮合。這個(gè)概念的產(chǎn)生受到了大自然的啟發(fā)。富勒認(rèn)為宇宙的運(yùn)行是按照張拉一只網(wǎng)原理進(jìn)行的，即萬有引力是一個(gè)平衡的張力網(wǎng)，而各個(gè)星球是這個(gè)網(wǎng)中的一個(gè)個(gè)孤立點(diǎn)。按照這個(gè)思想張拉整體結(jié)構(gòu)可定義為一組不連續(xù)的受壓構(gòu)件與一套連續(xù)的受拉單元組成的自支承、自應(yīng)力的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的剛度由受拉和受壓?jiǎn)卧g的平衡預(yù)應(yīng)力提供，在施加預(yù)應(yīng)力之前，結(jié)構(gòu)幾乎沒有剛度，并且初始預(yù)應(yīng)力的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的外形和結(jié)構(gòu)的度起看決定性作用。由于張拉整體結(jié)構(gòu)固有的符合自然規(guī)律的特點(diǎn)，最在限度地利用了材料和截面的特性，可以用盡量少的鋼材建造超大跨度建筑。

    對(duì)于張整體結(jié)構(gòu)的研究開始十40多年前，從最初的設(shè)想到工程實(shí)踐大約經(jīng)歷以下階段：想象和幾何學(xué)、拓?fù)浜蛨D形分析、力學(xué)分析及試驗(yàn)研究。其中力學(xué)分析包括找形、自就歷程準(zhǔn)則、工作機(jī)理工科穩(wěn)步力作用下的性能等。張拉整體結(jié)構(gòu)的幾何形狀同時(shí)依賴于構(gòu)件的初始幾何形狀、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（拓?fù)洌┘靶纬梢欢▌偠鹊淖詰?yīng)力的存在。另外這種結(jié)構(gòu)在外力作用下的變形（與自應(yīng)力的效果不同）也提出了其它結(jié)構(gòu)問題，首先它屬于臨界類體系：結(jié)構(gòu)在外荷載過程中剛度不斷發(fā)生變化，傳力途徑也就隨之改變：其次這種結(jié)構(gòu)只能在考慮了幾何非線性甚至材料非線性時(shí)才能分析。