索桿膜空間結(jié)構(gòu)由索、桿、膜三種單元組成，是一種大跨柔性結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)體形、預(yù)應(yīng)力狀態(tài)、支撐條件等的綜合影響下，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)幾何非線性特征，拉索和膜在荷載狀態(tài)下出現(xiàn)松弛和褶皺現(xiàn)象造成結(jié)構(gòu)剛度的變化，影響結(jié)構(gòu)的受力性能．因此有必要對(duì)索桿膜空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載分析，探索其受力特點(diǎn)和規(guī)律，從而進(jìn)一步根據(jù)荷載條件來確定索、桿、膜中初始預(yù)應(yīng)力分布和體形以及構(gòu)件的設(shè)計(jì)．

以往在索桿膜空間結(jié)構(gòu)的荷載分析中，把膜片視為一種屋面材料，忽略膜的剛度貢獻(xiàn)，將膜面的均布荷載簡化處理為節(jié)點(diǎn)集中荷載作用于索桿部分的節(jié)點(diǎn)上，并認(rèn)為由此引起的誤差使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于安全．但是，膜片只有抗拉剛度而沒有抗彎剛度，在荷載作用下將產(chǎn)生較大的張力，膜面越平，產(chǎn)生的張力越大，垂直于荷載方向的分力往往超過荷載方向的分力．膜內(nèi)張力最終都傳遞到索桿上，所以索桿所受到的力除了外部荷載之外，還有不能忽略的垂直于荷載方向的膜張力分量．此外，膜片在荷載作用下一般會(huì)產(chǎn)生較大的位移，甚至?xí)霈F(xiàn)褶皺或破壞等現(xiàn)象，造成結(jié)構(gòu)無法正常使用，所以只簡化計(jì)算索桿部分的荷載分析不夠合理．

本文采用索桿膜空間結(jié)構(gòu)協(xié)同靜力分析方法．在分析中，首先對(duì)索桿膜空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同形態(tài)分析L1]，然后在已知形狀和預(yù)應(yīng)力分布的初始平衡狀態(tài)施加荷載，采用幾何非線性有限元方法，包含索、桿、膜三種單元，考慮索松弛和膜褶皺對(duì)結(jié)構(gòu)的影響．以下通過索穹頂膜結(jié)構(gòu)和空間正交索桁膜結(jié)構(gòu)兩個(gè)算例分析，并與忽略膜片的非協(xié)同簡化計(jì)算進(jìn)行比較，探討協(xié)同分析的意義．