基于富勒提出的张拉整体思想, 在工程实践中切实可行的索穹顶结构兼有穹顶和索结构
的工作机理。 索穹顶结构的主要特点如下。
(1) 处于全张力状态。 由于索穹顶结构处于连续的张力状态, 从而使压力成为 “张拉力
海洋中的孤岛”。
(2) 与形状关系密切。 索穹顶结构与任何其他柔性的索系结构一样, 索穹顶的工作机理
和能力依赖于自身的形状, 所以, 索穹顶的分析和设计主要基于形态分析理论。 所谓形态分
析应是形状、 拓扑和状态的分析, 只有找到结构的合理形态才能具有良好的工作性能。
(3) 预应力为其提供刚度。 与索结构一样, 索穹顶结构的刚度主要靠预应力 (初始力)
提供, 结构本身几乎不存在自然刚度。 因此, 结构的形状、 刚度与预应力分布、 预应力力度
密切相关。
(4) 是一种自支承体系。 索穹顶结构可以分解为功能不同的三个部分: 索系、 立柱及环
梁。 索穹顶结构只有依赖环梁这个边界才能成为一个完整结构。 索系支承于受压立柱之上,
索系和立柱互锁。
(5) 是一种自平衡体系。 索穹顶结构在结构成形的过程中会不断自平衡。 在荷载态, 立
柱下端的环索和支承结构中的环梁或环形立体钢构架均是自平衡构件。
(6) 索穹顶结构的成形过程就是施工过程。 在结构安装过程中同时也完成了施加预应力
及结构成形。 如果施工方法和过程与理论分析时的假定及算法不符, 则形成的结构可能与设
计完全不同。
(7) 是一种非保守结构体系。 索穹顶结构加载后, 特别在非对称荷载的作用下, 结构产
生变形, 同时其刚度也发生了变化。 当结构卸载后, 结构的形状、 位置、 刚度均不能完全恢
复原状。