索膜结构是近年来新发展起来的一种空间结构形式,它以性能优良的柔性织物为材料,用柔性或劲性索或刚性支撑结构将膜面张紧,从而形成具有一定刚度并能承担一定外荷载的大跨度空间体系.与传统结构不同的是薄膜结构不能抗压、抗弯,对外荷载的抵抗通过膜面曲率的变化和内力重分布来实现.所以薄膜结构就有一个找形过程,寻找一个满足平衡条件和其他要求的初始平衡状态,这是薄膜设计的首要问题,也是至关重要的一步.然后在此基础上进行静载分析.该文发展建立了在考虑边界变形条件下的薄膜结构找形分析理论.利用非线性有限元法,从一假定初始状态开始,寻找满足边界条件的平衡状态.并且编制了考虑边界变形的找形及受力分析程序.通过算例表明在薄膜设计中,不应该忽略边界变形作用.这一问题的解决,使下一步的静载分析成为可能.根据固体力学大变形理论,该文推导了薄膜结构的几何非线性有限元分析公式.讨论了非线性方程组迭代求解方法.推导了三维坐标下考虑大变形的索和杆的刚度矩阵.针对以往薄膜结构设计中把膜单元取为三角形平面常应变单元的不足,该文采用四边八点曲面等参元来分析薄膜结构,在应变的线性部分,引入了z方向的位移,在非线性部分保留z方向位移的影响.这样使得迭代次数减少,而结果更适合真实情况.并建立了位移和不平衡力两种收敛准则,以保证计算结果的收敛和准确.讨论了初始预张力、荷载对薄膜结构几何非线性的影响.比较了在各种外力作用下,薄膜结构变形、内力响应的过程.考虑了对皱折单元的处理.该文编制了初始形状确定,荷载分析的程序.有针对的给出一些算例,得到一些有益的结论,验证了理论的合理性和程序的正确性.