张拉膜结构因其造型优美、质量轻、施工周期短等特点,被广泛应用于大跨空间建筑。与传统结构设计不同,张拉膜结构设计过程要先找形,然后进行荷载分析、裁剪分析等,裁剪分析作为膜结构设计的重要一环,直接影响着膜结构后续的施工、承载。裁剪一般包括裁切和展平两个阶段,裁切线的多少影响着张拉效果和膜面面积;展平参考平面的设置影响着施工膜片的下料尺寸和精度;同时裁切的好坏直接影响到结构施工张拉的形状、预应力分布和承载能力等。长期以来的研究一直是在忽略膜结构裁切线的基础上分析结构的形状、承载能力、褶皱等问题,这与实际膜结构的使用之间有一定差异。尤其目前大量张拉膜结构的出现,使得在使用过程中出现膜面撕裂、褶皱、承载力下降等现象,严重的导致结构破坏;这与设计过程中忽略膜结构裁切线有一定关系,因此,本文从膜结构裁剪开始分析,将裁切线引入到膜结构设计,对比有无裁切线的情况,找到裁切线对张拉膜结构张拉和承载特性的影响,研究对膜结构实际工程设计有一定指导意义。(1)首先对比裁切线产生的方法,考虑展平裁切片的连接要求,通过加密网格,确定了曲面拟合和部分网格线转换成测地线的方法为张拉膜结构裁切线获取方法。采用等效板单元法,考虑三角形单元的几何关系和边线-单元的应力-应变关系,推导膜面整体刚度矩阵以及节点不平衡力,建立刚度矩阵与节点力之间的平衡方程,利用Newton法编制空间膜片展开和应力释放的计算程序,实现空间曲面裁切片的展平。以马鞍形张拉膜结构为例,对比不同数量裁切片对裁切线曲率和展平面积的影响;展平过程考虑两组参考平面,得到空间膜面水平投影面是较好的参考平面。(2)对比带几何裁切线膜结构、带空间裁切线膜结构和无裁切线膜结构等三种情况的找形、模态分析、静载、承载特性,分析得出裁切线会显著降低膜结构应力分布均匀性,并对膜结构褶皱的发展规律产生较大影响。