湖南張力膜結(jié)構(gòu)是一種柔性張力結(jié)構(gòu), 其剛度由結(jié)構(gòu)的初始幾何曲面及初始預(yù)應(yīng)力來提供。傳統(tǒng)的分析方法是基于既定的幾何外形上進(jìn)行的。為確定張拉結(jié)構(gòu)的初始幾何, 從早期的結(jié)構(gòu)模型的量測開始, 到后來發(fā)展成以計算技術(shù)為基礎(chǔ)的許多找形方法[3] 。為了使結(jié)構(gòu)具備足夠的剛度, 湖南張拉膜以確保結(jié)構(gòu)在荷載態(tài)時的種種荷載作用及邊界條件約束下, 結(jié)構(gòu)中的任一部分都滿足強(qiáng)度要求, 且保證不出現(xiàn)壓應(yīng)力發(fā)生皺折退出工作, 除使結(jié)構(gòu)的初始曲面具備一定的剛度外, 還需施加預(yù)應(yīng)力以進(jìn)一步獲得剛度。而張力膜結(jié)構(gòu)的幾何外形與其預(yù)應(yīng)力分布及其數(shù)值有著密切的依賴和制約關(guān)系, 不同的預(yù)應(yīng)力分布、預(yù)應(yīng)力值可以導(dǎo)致不同的幾何外形; 反過來, 確定的一種幾何形狀必然有唯一一組相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力分布。

與此同時, 張力膜結(jié)構(gòu)對幾何外形又非常敏感, 湖南張拉膜幾何外形的微小改變可能引起內(nèi)力的較大改變。因此, 如果在既定的幾何外形基礎(chǔ)上施加某組給定的預(yù)應(yīng)力以進(jìn)一步獲得剛度的話, 結(jié)構(gòu)的幾何形狀與所施加的預(yù)應(yīng)力將是不平衡的。為取得平衡, 結(jié)構(gòu)的幾何外形及其預(yù)應(yīng)力都將改變, 以取得新的幾何及相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力分布和預(yù)應(yīng)力數(shù)值。這樣, 荷載態(tài)計算分析的基點(diǎn)將不再是原來既定的幾何, 初始預(yù)應(yīng)力也不是原來所給定的預(yù)應(yīng)力。基于上述分析, 張力膜結(jié)構(gòu)的全過程分析的第一步就是形狀判定。在這里, 形狀判定不光是尋求一個幾何外形, 同時還要求出基于該幾何外形的預(yù)應(yīng)力分布值。湖南張拉膜在形狀判定中, 還要包括初始幾何曲面的病態(tài)判別及其修改。