索膜結(jié)構(gòu)的突出特點之一就是形狀的多樣性,曲面存在著無限的可能性,其設(shè)計也迥異于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu).由于索膜結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu),變形后（略）以在計算中必須考慮其幾何非線性。
索膜結(jié)構(gòu)的分析屬于小應(yīng)變、大位移狀態(tài)，因此索膜結(jié)構(gòu)屬于幾何非線性問題。非線性有限元法是應(yīng)用虛位移原理形成修正的拉格朗日列式，建立結(jié)構(gòu)的非線性有限元基本方程，根據(jù)任意假定的結(jié)構(gòu)初始幾何以及事先設(shè)定的初始預(yù)張力，迭代計算并求解膜面的最小曲面或平衡曲面
形狀確定中考慮膜與索及支承結(jié)構(gòu)的共同作用。由于實際工程中不一定可以找到最小曲面或者最小曲面不是設(shè)計者所希望得到的曲面，因此，可以控制尋找最小曲面，或者當(dāng)最小曲面迭代次數(shù)很多仍然達不到給定精度時改找平衡曲面。在不同迭代步后改找平衡曲面，可以得到不同的曲面形式。當(dāng)然，迭代得越接近最小曲面，改找的平衡曲面膜面應(yīng)力分布越好.膜結(jié)構(gòu)體系中索的預(yù)應(yīng)力用以下辦法處理: 對需要控制預(yù)應(yīng)力的索，定義其預(yù)應(yīng)力，找形過程控制其預(yù)應(yīng)力不改變; 其余的索不定義預(yù)應(yīng)力，求實際內(nèi)力
程序采用的是(修正的拉格朗日列式)格式，所有變量以時間t的位形作為參考位形，求解過程中參考位形是不斷改變的.經(jīng)過了找形分析，確定了結(jié)構(gòu)的幾何形狀及對應(yīng)的預(yù)應(yīng)力分布，即可進行索膜結(jié)構(gòu)的荷載分析.由于膜材料的非線性，采用低精度單元的加密網(wǎng)格要比采用高精度單元的稀疏網(wǎng)格更加精確。膜材料是柔性材料，不能承受壓力。計算中間結(jié)果中單元內(nèi)若出現(xiàn)壓力，表示該單元發(fā)生褶皺失效，應(yīng)讓其退出工作直至其重新受拉。而在最終結(jié)果中是不允許出現(xiàn)壓應(yīng)力的，否則就意味著褶皺的產(chǎn)生和外觀的破壞。若出現(xiàn)這種情況，應(yīng)該考慮預(yù)應(yīng)力大小是否合適，初始形狀和邊界條件是否合理。采用非線性有限元法，是考慮膜、索、桿、梁等單元的相互作用而進行綜合分析。相關(guān)推薦：哈爾濱膜結(jié)構(gòu)材料如何選擇
詳細信息
