张兰兰，曹　原，薛继岗

(1.江苏建筑职业技术学院 建筑工程管理学院, 江苏 徐州 221116；

2.中国矿业大学 力学与建筑工程学院， 江苏 徐州 221116)



基于材料和几何非线性的张拉膜结构静力分析

张兰兰1，曹原2，薛继岗2

(1.江苏建筑职业技术学院 建筑工程管理学院, 江苏 徐州 221116；

2.中国矿业大学 力学与建筑工程学院， 江苏 徐州 221116)

摘要：张拉膜结构作为一种新型张拉结构体系，具有明显的材料和几何双重非线性。以某张拉膜结构模型试验为例，对模型试验进行非线性有限元分析，讨论了单元类型、网格划分、材料属性等对有限元分析结果的影响，研究了张拉膜结构在静力荷载作用下的力学响应特性，研究表明：三种单元对模型试验的找形分析和荷载态分析精度比较接近，但是Shell 181则能较好的模拟材料非线性；对于低曲率膜面，几何非线性对于结构的影响要大于材料非线性的影响，可以按照材料的线弹性假定完成，对于高曲率膜面有待进一步研究；采用自由划分的网格精度可以满足低曲率膜面的精度要求，采用较密的网格化分不能有效提高结构的分析精度。

关键词：张拉膜结构；几何非线性；材料非线性；静力分析

二十世纪后期，随着材料科学、结构力学、建筑学的快速发展，以及为满足现代人对结构轻质、节能、安全、美观等追求，膜结构也应运而生了。膜结构通常由轻质高强的膜材、精细处理的钢结构支撑加上不锈钢配件组成。

较传统的建筑结构而言，膜结构的重量只有传统建筑的三十分之一，且施工方便，施工周期较短。……