张力结构体系设计的关键问题
拉索结构幕墙知识大全
前言正拉索式点支玻璃幕墙是由玻璃面板、驳接系统及拉索支撑系统组成,是20世纪90年代中后期玻璃幕墙领域中出现的点支式玻璃幕墙分支的一种具有艺术美感的幕墙结构形式。
拉索式玻璃幕墙具备大玻璃无框、无大型支撑钢结构,轻盈通透,视野开阔,支撑结构轻巧等特点,增强了建筑物内外交融的美感。
拉索工作原理拉索式玻璃幕墙是将玻璃面板用钢爪固定在索桁架上的一种幕墙形式。
它主要由三部分组成：玻璃面板、索桁架及锚固结构。
索桁架是跨越幕墙支承跨度的重要构件，索桁架悬挂在锚固结构上，它由按一定规律布置的高张强度的索及连系杆组成。
索桁架起着形成幕墙系统、承担幕墙承受的荷载并将其传至锚固结构的任务。
锚固结构是指基于锚固技术的锚杆、锚索和土钉一类岩土工程加固、支护结构，它承受索桁架传来的荷载，并将它们可靠地传向基础，同时锚固结构也是索桁架赖以进行张拉的主体，索桁架要强力拉紧后才能形成幕墙系统。
为了获得稳定的幕墙体系，必须施加相当的拉力才能绷紧，跨度越大，所需的拉力就越大，为此就须要有承受相当大反力的锚固结构来维持平衡。
玻璃面板由安装在索桁架上的钢爪进行固定，作填缝处理后，最终形成幕墙系统。
玻璃面板、索桁架、锚固结构组成幕墙系统。
三者互相依存、互相制约、互相影响。
（中国经贸大厦拉索幕墙）索桁架是柔性的张拉结构，在没有施加预应力之前没有刚度，其形状也是不确定的，必须通过施加适当的预应力赋于其一定的形状，才能成为能承受外荷载的结构。
在给定的边界条件下，所施加的预应力系统的分布和大小，同所形成的结构初始形状是相互联系的。
如何最合理地确定这一初始形状和相应的自平衡预应力系统，就是张拉结构初始平衡状态的确定。
这是索桁架这种张拉结构设计中的一个关键问题。
（国内机场随处可见的索结构幕墙）从以上分析中可以看出，索桁架的预应力是其生命，索桁架预应力的建立是索桁架获得必要的结构刚度和形状稳定的必要措施。
预应力的数值应根据索桁架在各种可能的荷载情况下，任意一根钢索都不发生松弛，且保持一定大小的张力储备的原则，在实际设计中需要结合受载计算，经过试算、调整来确定。
张力结构的型式及发展
张力结构的型式及发展徐宗美，张华，陈礼和南京河海大学土木工程学院 ( 210098)E-mail：xuzongmei_1999@摘 要：张力结构涉及诸如基础理论研究、应用技术、材料科学、建筑设计与施工等内容，它的分析、设计与施工反映了一个国家多种先进的科学技术水平。
由于张力结构充分发挥了材料强度，造型优美且具有很高的结构效率，在大跨度空间结构及中小跨度结构中得到了广泛应用。
随着张力结构的不断发展，目前出现了许多新型结构型式。
本文结合大量科技文献，对张力结构进行了分类并阐述了各型式的机理和特点，对其重点研究领域进行了描述，最后对张力结构的发展前景作了展望。
关键词：张力结构；悬索结构；张力集成体系；膜结构1概述张力结构从满足一定拓扑关系的几何构造和外形中，通过预应力过程获取刚度，从而使结构具有满足功能要求的建筑造型和承载能力。
因此张力结构的分析、设计与施工的过程紧紧围绕结构的拓扑、外形及刚度展开。
在当前的工程中，张力结构一般都不是一种简单的型式，而是多种型式的集成，因此各文献对其分类也不尽相同，本文取长补短，对张力结构作出如下分类：悬索结构，张力集成体系和膜结构。
2张力结构的分类2.1悬索结构悬索结构形式多样，布置灵活，自重轻，施工简单。
它以一系列受拉的索作为主要承重构件，这些索按一定规律组成各种不同形式的体系，并悬挂在相应的支承结构上。
悬索结构仅通过索的轴向拉伸来抵抗外荷载的作用，结构中不出现弯矩和剪力效应，可充分利用钢材的强度[1]。
悬索结构按受力特点，一般可分成单层悬索体系、双层悬索体系、索网结构、张弦梁、组合悬索结构及斜拉结构等类型。
2.1.1单层悬索体系单层悬索体系根据索的布置方式分为平行布置方式、辐射布置方式和网状布置方式。
平行布置方式即单向索系结构，它由许多平行单根拉索组成，拉索之间可以设置横向加劲构件，拉索两端悬挂在稳定的支承结构上，也可设置专门的锚索或端部的水平结构来承受悬索的拉力。
桥梁设计中张力结构体系设计的关键问题
桥梁设 计中张力结构体系设计的关键 问题
陈云峰
（ 交隧道 工程局有 限公 司 １ ０ ８ ） 中 ０ ０ ８ ［ 摘 要】 介绍 张拉 膜这 种张 力 结构来 说 明张 力结 构设 计 的关键 问题 ， 结 了其在 荷载 、受 力 、分 析等 方面 有别 于一 般建 筑结 构 的特点 。 总 ［ 关键 词】 力结构 索膜 结构 张拉 膜结构 找 形 张 中图分 类号 ：４ １ Ｕ４ 文献 标识码 ： Ａ 文章编号 ：０９ ９３ （０ ０２— ０ ６０ １０ — １Ｘ２ １） ００ ４— ｔ
这种形式能够充分利用膜材的受力性能形成轻巧美观具有现代感的空间大跨曲面结构并且施工简单快捷成本低在国外已经被广泛应用于商业建筑体育建筑工业建筑户外设施文化娱乐建筑等各种领域目前在我国相应的应用开发工作也已逐渐展开并且无疑存在着巨大的发展前景
科 学 论 坛
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Ｃａｉｅｄｃｌ ｉ ｈ ｅ ｈｏＲｅ ｉＳｎａＴｎｇｅｗ ｎＣｃｎｅｏｙｖ
１张 力结构 设计 的一 般原 则 张 力结构 体系 的分 析设计 应分 为三 个状态 ： 初始 几何态 、预 应力 （ 态 初） 和荷载 （ 态 。虽然 ， 张力 结构体 系 的初 始几 何态分 析时 也需考 虑预应 力， 终） 在 但是 ， 始几何态 的预 应力 分析仅 是为 了张成 曲面几何 外形 ， 初 而预 应力态 时 的 预应 力分 析才 是结 构的 刚度 分析 。应该 说刚度 设 计是 结构 设计 的主要 内容 ， 通过调 整预 应力来 改变 结构刚度 ， 从而 改变结 构 的力 流， 改变 结构性 能 。在 设 计 中增 加截 面 并不是 一种 好 的方法， 改变 形态 、改变 刚度 可 以收到 事半 功倍 的效 果 。荷载 态 的 分 析主 要 是 进 行 强 度校 核 。 在 刚性结构 设计 中， 结构的几 何外 形是 已定的， 结构 的变 形也 不影 响结构 的刚度 特征 。然而 在 张力结 构设 计 中， 求初 始几何 外形 的分 析和 设计 是十 寻 分重要 的 。如 果结构 的几何 外形 设计好 ， 是使 结构处 于病 态， 不 就是使 结构产 生过大 的张 力而 导致下 部结构 或边缘 构件 的设计 产生 困难 。对 于复杂 体形 的 张力 结构， 其几 何外 形的 设计伴 随着 维持 其 曲面张 成所 需 的预 应 力设计 。张 力结构 的初 始几何 外形 设计的难 度和 分析 设计重 要性均 甚于荷 载态 时的分 析 设计 。 在张 力结构 的设计 中， 要保证 能施加 足够 的预应 力， 须有合 适的节 点构 必 造 。张 力结 构的节 点 除 了具 有 一般节 点 的设计 要求 以外， 还有 区别 于传 统结 构节 点的显 著特点 ， 即该类 节点具 有互 索的功 能 。例如 ， 节 点相连 的索单元 与 拉力和 杆单 元压力 使得节 点的 刚度得 到加 强。张力 结构 的节点 刚度是 与体系 的应 力水 平相 适应 的， 这也 是 与传 统 的结构 体系 的 重要 区别 。 ２童囊 结构 的设 计 张拉膜 结构是膜 结构中最 常见 的一 种形式， 即通 过对膜材 内部旌加 一定 的 预张力 ， 使其具 备 了抵 抗外 荷载 能力， 从而 充当结 构材料 的一 种结构 体系 。张 拉膜结 构是通 过给膜 材及加 劲索 施加预 张 力使之 具有 刚度 并承 担外荷 载 的结 构， 又称之 为 索 一膜 结构 。这种 形 式能够 充 分利 用膜 材 的受 力性 能， 形成 轻 巧、美观 、具有现 代感 的空 间大 跨 曲面结构 ， 并且施 工简单 、快捷 ， 本低， 成 在 国外 已经 被广 泛应用 于商业 建筑 、体育 建筑 、工业 建筑 、户外 设施 、文 化娱 乐建筑等 各种领域， 目前在我 国， 相应 的应 用开发 工作也 已逐 渐展开， 并且无 疑 存在 着 巨大 的发 展 前 景 。 ２ １ 索膜结构 的设计 过程 ． 张力 结 构属 于柔 性结 构，因此其 设计 过程 不 同于 一般 传 统的 刚性 结构 。 其设计 一般 可 以分 为 ３个 阶段 ： 形态 分析 ， 载 分析和 裁剪 分析 。 荷 （） 态分析 １形 形态分 析包括结构 初始试形 状 的确 定和结构初 始几何态 的分析， 即找 形分 析的过 程 。其 目的是 确定满 足控 制点边 界条件 和初 始预应 力荷 载平衡 条件 的 膜 结构形 状 ， 以及 与之 相关 的初 始预 应力 分布 。结构 在外 部荷 载作 用下从 初 始状态变形 至工作状态 的 问题 是弹性 和弹塑 性变形 问题 ， 以采用 非线性有 限 可
张力结构体系设计的关键问题的开题报告
张力结构体系设计的关键问题的开题报告一、选题背景张力结构是一种自权重下挂荷载的结构，通过拉力来达到悬挂和支撑的效果。
其广泛应用于建筑、桥梁、体育场馆等领域，成为现代建筑技术的重要组成部分。
张力结构体系设计是实现建筑安全、美观、节能的基础，涉及到力学、材料、结构、建筑美学等多个学科领域。
二、研究目的本研究旨在探讨张力结构体系设计的关键问题，包括但不限于结构形式选择、力学分析、材料性能要求、节点连接方式、预应力调节等方面，为张力结构体系设计提供理论指导和实践应用支撑。
三、研究内容（一）张力结构体系设计原理1. 张力结构体系的定义、分类和基本原理2. 张力结构体系与其他结构体系的比较分析3. 张力结构体系设计的理论基础和方法（二）张力结构体系设计关键问题分析1. 结构形式选择的影响因素和考虑要点2. 基于有限元分析的张力结构体系受力特性分析3. 材料性能要求的确定和材料选用建议4. 节点连接方式的设计优化5. 预应力调节的原理和应用技术（三）案例分析和实践应用1. 国内外张力结构体系典型设计案例介绍和分析2. 张力结构体系设计在建筑领域中的应用案例3. 张力结构体系设计在桥梁、体育场馆等领域中的应用实践四、研究方法本研究采用文献综述法、实验分析法、数值模拟法等多种研究方法，对相关领域的理论研究和最新技术发展进行探究和分析，结合实际案例进行实践验证和评价。
五、预期成果通过本研究，可以系统地掌握张力结构体系设计的重要理论和关键技术，深入了解张力结构体系的设计和应用实践，为其在建筑领域的推广和应用提供理论指导和技术支持。
同时，还可以为张力结构体系的理论研究和技术创新提供有益的参考和启示。
浅谈张拉膜结构设计理论及分析方法
浅谈张拉膜结构设计理论及分析方法摘要：张拉膜结构是一种新型的空间张拉柔性体系。
与传统结构体系相比，张拉膜结构有着自己独特设计理论及分析方法，其设计理论主要包括形态分析、荷载分析和裁剪分析三方面。
本文对张拉膜结构的设计理论和分析方法加以总结。
关键词：张拉膜结构；形态分析；荷载分析；裁剪分析引言张拉膜结构是依靠膜面自身的张拉应力与支撑杆和拉索共同作用构成的结构体系，其基本组成单元是支撑柱、张拉索和覆盖的膜材。
张拉膜结构通过对索膜施加的预应力，使结构张成具有一定几何外形的空间曲面来承受外力的作用。
由于以上特性，张拉膜结构已成功应用于许多大型建筑物[1，2，3，5]。
1 张拉膜结构的设计内容张拉膜结构设计内容主要包括三方面：形态分析、荷载分析和裁剪分析[1]。
张拉膜结构为柔性结构，在对膜面施加预张力之前，其外形完全不确定，也不能承受任何外荷载。
对膜面施加预张力后，张拉膜结构才具备特定的外形并保持应力平衡状态，成为可以承受外部荷载的结构[4，5]。
张拉膜结构设计的第一个阶段就是形态分析，即寻找一种既能满足建筑造型和功能的要求，又能保持某种自平衡预应力分布状态的结构初始几何形状。
确定张拉膜结构的几何外形后，就进入荷载分析阶段，综合考虑安全性、经济性指标，确定荷载作用的合理取值及相应的组合，根据其受力状态，验算膜结构是否满足极限抗拉强度和实际使用功能的要求。
完成荷载分析之后，再进行张拉膜结构的剪裁分析。
经过形态分析得到的膜结构几何外形通常为三维不可展曲面。
张拉膜结构的空间曲面形状最终是由许多块裁剪过的小块膜材拼接形成的。
裁剪分析就是在考虑预应力的施加分区、薄膜材料的性能、幅宽及单元划分策略的前提下，寻找适合的裁剪线位置及其分布，划分裁剪条元，计算设计二维平面膜材的裁剪下料图[2，5]。
2 形态分析形态分析一般有两种设计方法：找态分析和找形分析。
（1）找态分析：以几何形状作为已知，先由建筑师给出一个初始的几何形状（包括边界线和边界点，以及曲面内几个形状控制曲线或控制点）和约束条件，而后在其上作用节点力。
张拉索膜结构体系及其施工技术
张拉索膜结构体系及其施工技术张拉索膜结构体系及其施工技术膜结构是指积极地利用膜状材料，并在结构及建筑设计上充分体现膜结构特点的结构形式。
上世纪50-60年代，随着化学工业的飞建发展，加工复合材料工艺的进步，11势。
1970年日本大阪万国博览会的美国馆，采用的就是这种结构，它标志着膜结构的开始。
1．2骨架式膜结构(FrameworkMembraneStructure)骨架式索膜建筑常在某些特定的建筑中被采用，是由于其结构形式本身的局限性(骨架体系自平衡，膜体仅为辅助物，使膜体强度高的特点发挥不足等)；而骨架形式与张拉形式的结合运用，常可取得更富于变化的建筑效果。
骨架式索膜体系建筑表现含蓄，结构性能有一定的局限性，造价低于张拉式体系。
1996年亚特兰大奥运会主体育馆(佐治亚穹顶)为这类结构的典型工程。
1．3张拉式索膜结构(TensionedCable-MembraneStructure)张拉式索膜建筑可谓索膜建筑的精华和代表。
张拉索膜结构中膜曲面通过预应2)、支B种膜材(2.2索常见膜结构中所用的索有钢丝等。
根据索所处的位置和功能的不同可将索分为边索、谷索、脊索和拉地索。
2.3支承结构膜结构都是支承在一定的结构体系上。
根据支承条件不同可将索膜结构支承体系分为三大类：刚性支承体系、柔性支承体系和混合支承体系。
由于膜结构靠结构内的预应力来形成建筑的造型，故对支承结构的安装精度要求较高。
在膜结构吊装前，须根据规范和设计要求对支承结构进行复测，并做复测纪录。
2.4锚固体系属于自平衡体系的索膜结构，其索和膜的预应力是由边界结构构件来承受的，墙式)233在制作过程中要加强质量管理，保证制作精度。
在膜结构制作前，需要对工程所用膜材及配件按设计和规范要求进行材质和力学性能检验，如膜材的双向拉伸试验。
膜材加工制作要严格按设计图纸在专业车间由专业人员制作。
由于索膜结构通常均为空间曲面，裁剪就是用平面膜材表示空间曲面。
这种用平面膜材拟合空间曲面的方法必然存在误差，所以裁剪人员在膜材裁剪加工过程中加入一些补救措施是相当必要的。
索杆张力结构基本理论综述
索杆张力结构的基本理论综述夏巨伟(浙江大学空间结构研究中心)摘要：对应索杆张力结构的预张力加工、施工和使用状态，此类结构的分析设计主要落实到零状态、初始态和荷载态三个阶段。
零状态为结构不受预张力作用时的平衡形态，初始态为结构在自重和预张力作用下的平衡状态，而荷载态则为结构在初始态的基础上承受其他外荷载的受力状态。
本文针对这三个状态对索杆张力结构的基本理论进行综述。
关键词：索杆张力结构；初始态分析；荷载态分析；零状态分析；找形；找力；平衡矩阵理论；1.1初始态分析理论从索杆张力结构的设计过程看，结构的初始态分析是整个设计过程的起点，是荷载态和零状态(施工成形态)分析的基本依据。
初始态分析主要以下几个方面内容：(1) 体系的静动特性分析，即考察体系是否为机构和体系是否能维持预应力。
(2) 预应力的可行性分析，即考察体系中维持的预应力是否能够刚化机构。
(3) 初始形态的稳定性，考察体系是否能够维持初始平衡形状。
(4) 找形分析，即确定初始态的几何。
Timosheko和Young[1]指出决定铰接杆系结构静动特性的两个重要参数s(自应力模态数)和m0(机构数或独立机构位移模态数)与其平衡矩阵A的秩r有关。
若确定了平衡矩阵A的秩r，则s和m0可以分别表示为s=b-r(1.1)m=m-r(1.2)式中，m为结构的自由度数，b为结构的杆件数。
文献根据s、m0的取值情况将铰接杆件体系分成了静定(s=0,m0=0)、静定动不定(s=0,m0>0)、超静定(s>0,m0=0)、静不定动不定(s>0,m0>0)四类，通常情况下索杆张力结构属于第四类。
Pellegrino和Calladine将矩阵的奇异值分解(SVD)技术和矩阵空间的解析相结合，给出了一个分析铰接杆系结构静动特性的方法[2]。
该方法不仅能够有效地得到结构的静动特性，还能将许多具有物理意义的结构属性揭示出来。
铰接杆件体系的平衡方程和协调方程可以写作为At p(1.3)=Bd e (1.4)式中，A (m ×b )为结构的平衡矩阵，t (b ×1)为杆件内力向量，p (m ×1)为节点外荷载向量，B (b ×m )为结构的协调矩阵，d (m ×1)为节点位移向量，e (b ×1)为杆件伸缩量向量。
聚合物共混界面张力
聚合物共混界面张力全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚合物共混界面张力是指不同聚合物之间在界面处产生的张力。
在聚合物共混体系中，由于不同聚合物链的化学结构特殊性和相互作用的复杂性，会导致在它们的界面上存在一定的张力。
这种张力不仅会影响到聚合物共混体系的稳定性和热力学性质，还对其物理性质和加工性能产生影响。
在聚合物共混界面张力的研究中，主要考虑的是两种不同聚合物分子之间在界面处的相互作用。
聚合物链之间的相互作用，包括极性和非极性相互作用、氢键作用、范德华力等，都会对共混体系的界面张力产生影响。
通过研究聚合物共混界面张力，可以更深入地了解聚合物共混体系的结构和性质，为设计和合成具有特定性能的新型聚合物共混材料提供理论依据。
聚合物共混界面张力还会影响到共混体系的加工性能。
在制备过程中，如果不同聚合物之间的界面张力较大，会导致共混体系的流动性变差，使得加工过程变得困难，甚至导致共混材料的结构疏松，性能下降。
在实际生产过程中，需要通过调节不同聚合物之间的相互作用，减小界面张力，提高共混体系的加工性能。
聚合物共混界面张力是影响聚合物共混体系性能的重要因素之一。
通过深入研究聚合物共混界面张力，可以找到改善共混体系相容性和稳定性的途径，为设计和制备性能优良的新型聚合物共混材料提供技术支持。
【AD】第二篇示例：聚合物共混是指将两种或更多种不同化学成分的聚合物混合在一起，形成新的混合物。
在这个过程中，共混物中存在着不同种类的分子，它们之间存在着分子间相互作用力。
在聚合物共混中，混有的两种或多种聚合物之间存在着界面。
这个界面是聚合物共混物中的一个重要组成部分，决定着共混物的性质和性能。
而共混界面张力则是描述在共混界面上存在的相互作用力的一个重要物理量。
在聚合物共混界面中，通常存在着两种类型的相互作用力：一是相互吸引的力，另一种是相互排斥的力。
这两种力对共混物的性质和性能有着不同的影响。
相互吸引的力会使得共混物中的两种或多种聚合物相互靠拢，形成一种紧密的结合状态。
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张力结构体系设计的关键问题
一、张力结构设计的一般原则
张力结构体系的分析设计应分为三个状态：初始几何态、预应力（初）态和荷载（终）态。
虽然，在张力结构体系的初始几何态分析时也需考虑预应力，但是，初始几何态的预应力分析仅是为了张成曲面几何外形，而预应力态时的预应力分析才是结构的刚度分析。
应该说刚度设计是结构设计的主要内容，通过调整预应力来改变结构刚度，从而改变结构的力流，改变结构性能。
在设计中增加截面并不是一种好的方法，改变形态、改变刚度可以收到事半功倍的效果。
荷载态的分析主要是进行强度校核。
在刚性结构设计中，结构的几何外形是已定的，结构的变形也不影响结构的刚度特征。
然而在张力结构设计中，寻求初始几何外形的分析和设计是十分重要的。
如果结构的几何外形设计好，不是使结构处于病态，就是使结构产生过大的张力而导致下部结构或边缘构件的设计产生困难。
对于复杂体形的张力结构，其几何外形的设计伴随着维持其曲面张成所需的预应力设计。
张力结构的初始几何外形设计的难度和分析设计重要性均甚于荷载态时的分析设计。
在张力结构的设计中，要保证能施加足够的预应力，必须有合适的节点构造。
张力结构的节点除了具有一般节点的设计要求以外，还有区别于传统结构节点的显著特点，即该类节点具有互索的功能。
例如，与节点相连的索单元拉力和杆单元压力使得节点的刚度得到加强。
张
力结构的节点刚度是与体系的应力水平相适应的，这也是与传统的结构体系的重要区别。
二、索膜结构的设计
张拉膜结构是膜结构中最常见的一种形式,即通过对膜材内部施加一定的预张力,使其具备了抵抗外荷载能力,从而充当结构材料的一种结构体系。
张拉膜结构是通过给膜材及加劲索施加预张力使之具有刚度并承担外荷载的结构，又称之为索-膜结构。
这种形式能够充分利用膜材的受力性能,形成轻巧、美观、具有现代感的空间大跨曲面结构,并且施工简单、快捷,成本低,在国外已经被广泛应用于商业建筑、体育建筑、工业建筑、户外设施、文化娱乐建筑等各种领域,目前在我国,相应的应用开发工作也已逐渐展开,并且无疑存在着巨大的发展前景。
1.索膜结构的设计过程
张力结构属于柔性结构，因此其设计过程不同于一般传统的刚性结构。
其设计一般可以分为3个阶段：形态分析，荷载分析和裁剪分析。
（1）形态分析
形态分析包括结构初始试形状的确定和结构初始几何态的分析，即找形分析的过程。
其目的是确定满足控制点边界条件和初始预应力荷载平衡条件的膜结构形状，以及与之相关的初始预应力分布。
结构在外部荷载作用下从初始状态变形至工作状态的问题是弹性和弹塑性变形问题，可以采用非线性有限元予以求解。
（2）荷载分析
荷载分析是检验结构能否在实际环境中风、雨或雪等荷载作用下正常工作，不发生过大的变形和不出现褶皱和松弛。
在进行荷载分析时，应对计算的各个单元中的最大应力和最小应力进行判断。
若在迭代过程中出现膜的褶皱或松弛，应相应修改其单元本构矩阵后再进行下一步的迭代。
（3）裁剪分析
膜结构的裁剪分析是膜结构设计中的一个关键技术。
现有研究裁剪的工作是在基于形状判定和荷载分析之后的特定几何外形上进行的。
裁剪分析中最棘手的问题是考虑初始预应力造成的膜材经、纬方向的伸长对裁剪下料的影响。
膜结构是张力结构的一种，其整体刚度主要由初始预应力提供，单片膜材的裁剪和拼接是在无应力状态下进行的，而结构张成后膜材必须处于全张力状态。
裁剪分析过程中，必须选定合适的裁剪式样并精确确定连接坐标，把膜材由空间的预应力状态还原为平面的无应力状态。
而一般情况下这时所对应的结构的整体刚度趋于零。
据此建立的非线性方程组将变为奇异方程组，这样得到的解可能是病态的。
所以如何把膜材由预应力状态还原为无应力状态是进行膜结构裁剪分析中的关键技术，但这个问题至今还未得到很好的解决。
由于裁剪分析与膜结构的形状、大小、曲率、材性等许多因素有关，使得目前各种裁剪方法得应用均受到一定程度得限制。
裁剪分析方法总得来说分为3大类：物理模型方法，几何模型方法，平衡模型方法。
平衡模型方法以其灵活，迅速、准确的特点已占据了膜结构裁剪分析发展和应用的主要领域。
目前比较成熟的平衡模型方法主要有：力密度法，动力松弛法，离散超限变换投影法。
2.索膜结构设计的特点
这里主要从结构分析的角度提出以下几个特点:
（1）索膜材料均不具有抗弯能力,其上所有点在分析模型中只具有三个自由度这一特点实际上使索膜体系与同是空间曲面结构的板壳结构相比,其分析变得十分简单。
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。
（2）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、减小变形当一段索或膜材未施加任何预张力,仅靠其自身的初始抗拉刚度来抵抗外荷载,当达到平衡状态时,一定会产生很大变形,这种情况下索或膜材是无法成为结构材料的。
但当施加一定预张力后,相同外荷载下的变形会大大减小。
这一原理已在悬索结构中得到广泛应用。
在张拉膜结构中,由于张拉力呈较为复杂的空间分布,因此所施加张拉力的大小一般需要通过计算机找形来确定。
（3）施加预张力后的索膜体系在承受外荷载之前的初始形状需要通过找形这一步骤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的确定几何形状还无法预知。
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。
索膜体系的找形问题有别于结构的荷载分析问题。
进行荷载分析时,结构的初始形状是确定的、平衡的(一般非张拉结构所有构件内力为零)。
而找形时并没有一个确定的、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处平衡。
找形方法可分为物理方法和数值方法两类,物理方法即为模型实验的方法,而数值方法又有非线性有限元法、力密度法、自然形状法和动力松驰法等等。
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。
（4）索膜材料只可受拉,不能受压,受压或拉力为零将实际上导致膜材出现皱褶,而索将屈曲变形,同时失去承载能力。
根据这一特点,在找形和荷载分析时都应避免受压单元的出现。
具体作法是,建立受压判据,一旦单元满足此判据,即作相应处理。
（5）荷载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。
为抵抗水平力和上拔力,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。
如果采用独立柱的形式,则柱将成为受弯构件,其基础若仍采用独立基础,则可能存在很大的偏心距,设计时必须进行特殊处理,在大型结构中常常采用闭合水平构件如环梁或环索的形式来承担水平力。
三、结语
张力结构是集建筑学、结构力学、材料力学和计算机科学于一体的新型结构形式，它必将是21世纪空间结构发展的主流。
现在膜结构的设计有许多方法，但缺乏一套系统的理论，仍存在许多问题需要解决和研究。
比如膜建筑的隔振问题、内部环境问题、屋顶膜材的融雪问题、隔热问题、积灰问题等，还有应将现在的计算理论与计算机相结合并开发相应的软件，研究索膜结构的风振响应，解决索膜结构在设计和施工过程中出现的问题。
在中国，膜结构的研究还处在初级阶段，还有很大的发展空间，我国即将出台的《膜结构设计与施工规程》必将会促进膜结构进一步发展，只要充分发挥膜结构的优点并对其不足之处加以着重研究，膜结构才会变得更加合理、经济、安全，必将会得到更大的发展。