1 索膜结构的受力特点及设计要素
1．1 受力特点
索膜材料均不具有抗弯能力，其上所有的点在分析模型中只具有3个自由度。这一特点实际可将
索膜体系简化为长度任意改变的空间链杆体系，或将膜简化为可自由拉伸和转动的三节点或更多节点有限元组成的空间网格。
要使索、膜材料具有抵抗外荷载的能力，必须预先对其施加张拉力，以增加刚度，减小变形。由于索膜结构内的张拉力呈较为复杂的空间分布，因此，所施加张拉力大小一般需要通过计算机找形来确定。
在对索膜体系进行设计分析时，首先要给定结构的边界条件。而结构预张拉后在空间上确定的几何形状还未可知。如何确定在给定边界条件下索膜结构的空间几何形状及与之相应的预张力分布就是找形所要解决的问题l3]。
索膜体系的找形问题中并没有一个确定的、处于平衡状态的初始形状，需要从假定的几何形状和预张力分布出发来寻找这个可用于荷载分析的初始形状。所得结果一要满足边界条件，二要满足其预张力分布处于平衡。膜面的初始形状一般应有向上和向下两个方向的曲率，避免过分平坦，以抵抗风压力和风吸力。这应是检验和调整找形结果的一个基本原则[ 。
索膜材料只可受拉，不能受压。受压或拉力为
0将在实际上导致膜材出现故障，而索将屈曲变形，同时推动承载能力；风荷对作用于索膜结构所引起的水平力和上拔力对支架结构及其基础的设计有很大影响。为抵抗水平力和上拨力，斜拉稳定索成为支架结构中的常用构件，基础采用抗拔锚锭。
1．2 设计要素
索膜结构的设计由于其自身的受力特点不同于一般传统结构形式，技术上必须经过如
膜结构的初始形态分析应满足边界条件和合理预张力的要求，并满足建筑造型和使用功能的要求。膜结构中索膜构件的预张力值应根据膜材类型、膜面荷载可能产生的变形以及施工等因素确定。预张力值必须保证在荷载效应组合下，所有索、膜构件均处于受拉状态。此过程与方案设计过程密不可分，往往需反复调整方可既满足建筑形状的要求又保证结构的经济合理及安全可靠。在初始形态分析的研究过程中先后提出过非线性有限元法、动力松弛法(barnes，1974年)和力密度法(schek，1974年)等。目前普遍采用的是以固体力学大位移理论为基础的非线性有限元法，在此方法中，为了使预应力值保持不变，需令结构发生大位移和大变形时并不引起内力变化，即本构关系失效。因此，利用非线性有限元法进行找形分析是一个假想的数学过程，而非真实的物理过程，但反映了物理的真实性。
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