浮空膜結(jié)構(gòu)是將航空領(lǐng)域中的浮空器理念引入建筑膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域而產(chǎn)生的一種新型膜結(jié)構(gòu)形式。本文以自動(dòng)元胞機(jī)理論為基礎(chǔ),提出一種新的膜結(jié)構(gòu)分析方法,并利用自行開發(fā)的動(dòng)力仿真系統(tǒng)對這種新型的膜結(jié)構(gòu)體系——浮空膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始形態(tài)以及荷載效應(yīng)分析,通過分析研究對這種浮空結(jié)構(gòu)的工程可行性進(jìn)行鑒定。

　　基于自動(dòng)元胞機(jī)理論的膜結(jié)構(gòu)計(jì)算方法是將自動(dòng)元胞機(jī)的仿真分析思想與傳統(tǒng)膜結(jié)構(gòu)計(jì)算分析的動(dòng)力松弛法相結(jié)合,將加載過程中荷載的動(dòng)力效應(yīng)引入到動(dòng)力松弛法中,得到一種新的膜結(jié)構(gòu)計(jì)算分析方法。并基于此計(jì)算方法,在Visual Studio平臺下編寫程序,開發(fā)出膜結(jié)構(gòu)的動(dòng)力仿真系統(tǒng),以此對浮空膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析研究。 本文對浮空膜結(jié)構(gòu)的研究主要圍繞一個(gè)典型的浮空膜結(jié)構(gòu)實(shí)例——浮空單元展開。通過初始形態(tài)分析,確定浮空單元在不考慮自重作用下的平衡曲面形狀,分析平衡曲面各節(jié)點(diǎn)的位移以及桿件的內(nèi)力是否滿足要求,并進(jìn)一步研究自重在初始形態(tài)分析中所產(chǎn)生的影響。

　　另外,在初始形態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對浮空單元進(jìn)行荷載效應(yīng)分析。通過分析結(jié)構(gòu)在重物、雪荷載以及動(dòng)力風(fēng)荷載作用下的受力情況,得出結(jié)構(gòu)在各種荷載工況作用下的位移以及內(nèi)力,對浮空單元的工程可行性做出評定。 本文基于自動(dòng)元胞機(jī)理論,對浮空膜結(jié)構(gòu)的分析,提出了一種嶄新的計(jì)算方法,豐富了膜結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析手段,對于浮空膜結(jié)構(gòu)分析理論的建立具有一定的啟發(fā)作用。

　　對于浮空單元工程可行性的分析又為該種結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用于城市雕塑、商業(yè)廣告以及空中通信平臺等提供了理論支持,對浮空膜結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用與發(fā)展,起到了積極的推動(dòng)作用。