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索网与膜结构及非线性薄壳变分原理的深度剖析与工程应用

一、引言

1.1研究背景与意义

在现代工程领域，结构的创新与优化始终是推动建筑、航空航天、机械等行业发展的关键要素。索网、膜结构以及非线性薄壳作为具有独特力学性能和显著优势的结构形式，在各类工程中得到了广泛且深入的应用，已然成为现代工程结构体系中不可或缺的重要组成部分。

索网结构，凭借其轻质、高效的特性，在大跨度建筑如体育场馆、会展中心等中发挥着关键作用。以国家速滑馆“冰丝带”为例，其屋面采用双曲面马鞍形单层索网结构，通过合理的张拉工艺，使钢索编织成一张稳固的大网，不仅有效减少了结构的用钢量，还实现了建筑造型的飘逸与宏伟，满足了大跨