建筑结构中张拉整体结构的研究现状

张英 崔祚

张拉整体结构是由少量压杆和大量拉索构成的，是一种效率极高的张力集成体系，可充分发挥钢索的强度与张拉整体的空间作用。张拉整体结构的早期研究者多来自建筑和艺术领域，并未提出有效的设计与分析方法。直到20 世纪80 年代，该结构以其新颖的造型和较低的造价得到了建筑工程师的青睐，也被成功地应用到一些大跨度的建筑结构中，如斜拉桥、可折叠天线以及艺术作品。

目前，由张拉整体结构建成的建筑物包括韩国奥运会体操馆、美国圣彼得堡的雷声穹顶、德国科隆比赛馆以及荷兰赫伦文溜冰场等大型体育馆等。上述均是张拉整体概念的结构体系，充分体现了该结构类型超大跨度的优越性，如乔治亚体育馆屋盖结构的耗钢量还不足30kg/m2。针对建筑结构中的张拉整体结构，其研究主要包括稳态找形方法研究、动力学及形态控制研究等方面。

1.结构内涵及特点

张拉整体结构是空间中具有稳定体积的结构，其由一系列不连续的受压单元和一系列连续的受拉单元相互作用而成[1]。受压单元称为压杆，受拉单元称为拉索，单元之间的作用点称为节点。压杆之间互不接触，拉索形成了连续的张力网络，构成了结构的空间外形。Snelson[2]认为张拉整体结构是处于自应力状态下的空间网格体系，受压构件离散布置，无承压刚度并组成一个连续的整体。

目前，工程界对张拉整体结构的定义并不明确，存在多种解释。……