可展结构是一个创新性的结构概念，它允许外形和形状的改变以适应不同的功能和天气状况。它为建筑师及工程师打开了一个前所未有的充满可能性的世界。由于必须满足可展的要求，与之有关的概念、设计也需要使用新的方法和步骤来实现。 可展结构的静力分析考虑两种情形：首先，需要考察处于完全打开状态时的响应，得到使用荷载作用下的位移和应力；其次，需要对展开过程进行模拟，证明其可展性。 本文针对可展结构在完全打开状态下的响应，借助Fortran程序语言进行计算机分析。数值分析时使用宏单元建模，编制了有限元程序，包含了各种不同的单元类型，并使用该程序对可展结构的线弹性及几何非线性行为分别进行了研究。其目的在于架构一个程序平台，可在其上衔接膜结构以实现功能的扩展。有关理论基础也作了解释。具体工作如下： 一、建立了线弹性分析中可展结构的基本组成单元的刚度矩阵可展结构中最基本的组成单元是“单杆”(uniplet)(与后面的“杆件对”(dup1et)区别开)，根据需要还可以增加索和杆。文中对三种单元都作了描述，重点讨论了“单杆”。“单杆”不能用传统的梁单元建模，因为它的两个端节点及中间枢轴节点均为铰接，三个节点处的力偶为零。本文以带铰接点的两节点梁的刚度矩阵为基础推导了可展结构中“单杆”的刚度矩阵。但用程序来分析结构时，采用这种单元缺点在于，枢轴节点连接处会要求不止一个节点来描述，随着单元数的增大，精确分析对计算机存储空间的需求也必将增大，不利于有限元分析。因此，采用下面的宏单元模型是可行的。 二、使用宏单元建立模型并分析可展结构的线弹性响应剪式单元，即“杆件对”，是可展结构中的特有单元，本文中将含有两个普通单元的“杆件对”作为一个宏单元来考虑。文中推导了宏单元的刚度矩阵并用于可展结构的线弹性响应的数值分析。由于引入了新的宏单元，从而减少了总体自由度，算法效率得以提高。通过一系列对比分析证明，这种途径得到的内力及变形具有较高的精确度。 通过与ansys的对比，证明了单杆及宏单元模型的正确性及简洁性。 三、采用增量分析法考察几何非线性的影响一般来讲，当结构在完全展开状态下承受使用荷载时，对于单元数较多的大跨结构，刚度几乎总是设计中的决定因素。这种情况下有必要考虑几何非线性的影响。文中使用逐步增量分析方法来研究可展结构的几何非线性行为。选择更新的拉格朗日格式，切线刚度建立在变形后的位形上，单元的内力由各步的增量累加可得。分析结果与线弹性情况下作了对比，其目的是确定几何非线性会在多大程度上影响可展结构的变形及受力。 四、进行几何非线性分析时，得出了平面“单杆”的切线刚度矩阵在几何非线性分析中，可以用与线弹性分析中类似的方法，通过矩阵凝聚得到“单杆”的切线刚度矩阵，从而减小总体自由度。