赵占伟 侯艳芳

（陕西工业职业技术学院，陕西 咸阳 712000）

折叠网架结构是一种临时性建筑结构体系，常应用在军事、救灾等场景中以解决人员和设备庇护问题[1]。因具备双稳态特性[2]，展开后可稳定地承力，折叠后可方便地运输和储纳。对于一般的折叠网架结构，由不稳定的展开状态转换成稳定的结构状态还需要施加额外的几何约束，而自锁式折叠网架结构则无须这样的约束，一旦展开成形便可直接稳定承载[3]。 “自锁” 对于自锁式折叠网架结构达成预期建筑功能尤为关键。因具备 “自锁” 性质，该类网架的展开和折叠也更加迅捷，可为军事行动及灾民等争取到宝贵的机动时间和救援契机。

自锁式结构单元是自锁式折叠网架结构的基本组成构件[4,5]，其中本文研究的正四棱柱结构单元随柱面式网架结构及平板式网架结构的应用而得到大量应用。然而在工程实践中，经常会发现不同构形的结构单元， “自锁” 能力迥异，甚至部分单元无法完成自锁。作为整体网架的锁定功能单元，若达不到合理的自锁能力，那么整体结构的实用价值也会大大降低。此外，相同空间外形条件下，相较于一般网架的结构单元，自锁式结构单元的制造需要更多的材料消耗，无论从组装成的整体网架受力能力方面还是从经济性方面看都是不利的。因此，要了解整体结构的自锁性能，需要从基本构成单元的自锁性能着手。

从设计层面看，通过构形设计方法可以数学表达自锁式结构单元的空间构形[6]。……