文 献 综 述
1.引言
张拉整体结构是由不连续的受压构件和连续的受拉绳索组成的特殊结构体系[1]。该结构的实体模型在1921年莫斯科展会上首次被制作出来，而其概念则是在1960年代由斯内尔森（Snelson）[2]和富勒（Fuller）[3]提出。同时富勒还提出张拉整体结构能够很好的解释宇宙运行的规律。由于其自身符合自然规律的特点，张拉整体结构具有外形美观，承载力大，耗财少，质量轻等特点。该特殊结构体系自提出后，就受到世界各国结构研究人员的广泛关注。在过去的近60年内，研究者们对张拉整体结构主要进行了以下几个方面的研究：想象和几何学、拓扑和图形分析及力学分析[4]。在21世纪以后，随着科技的进步，以张拉整体结构为基础的结构研究不断深入，该结构在全世界越来越显示出其强大的生命力。在实际应用中，张拉整体结构主要为大跨度建筑与雕塑设计服务，而该结构在工业设计方面的应用却很少，在较少的设计中，还多为对基础结构的材料重构，缺乏一定的结构创新性。因此，张拉整体结构在工业设计上的应用值得深入探索。
2.张拉整体结构的发展历史与趋势
张拉整体结构在1921年莫斯科展会上首次被制作出来，其概念则是在1960年代由斯内尔森（Snelson）和富勒（Fuller）提出。在过去的近60年间张拉整体结构主要经历了以下三个研究发展阶段：基础结构理论研究、近似张拉整体结构探索、含有三维受压构件的张拉整体结构探索。随着计算机技术的快速发展，张拉整体结构会在计算机辅助下迸发出新的光芒，其应用前景可谓是十分广阔。
2.1基础结构理论研究阶段
从1960年代提出至1980年代，张拉整体结构处于基础结构理论研究阶段。在该阶段，结构研究主要关注经典张拉结构的单元布局，力学特性与预应力分析，包括几何学、拓扑和凸形分析、力学分析及实验研究。在此其间，普格（Pugh）将张拉整体结构模型分为主要三类：斯内尔森的T棱柱模型、四面体模型与宝石模型（图1）[5]。富勒（Fuller）、瓦尔耐（Vilnay）、莫特罗（Motro）、汉纳（Hanaor）等人运用张拉整体结构，创造了多种艺术性的结构体系，如法国的公园雕塑、华沙国际建筑联合会前的自张拉空间填充体、荷兰国家博物馆前覆盖的四棱柱等。
(a) T棱柱模型 (b) 四面体模型 (c) 宝石模型
图1 经典张拉整体结构模型
