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【摘 要】 随着人们对空间结构的要求越来越高，杂交结构体系得到了广泛的应用。本文主要介绍了杂交结构体系的一个典型例子——索穹顶。通过对索穹顶结构的特点、结构的力流传递及结构优点的概括，从特殊到一般，介绍了结构体系分析的一般步骤，强调了掌握基本结构形体的分析并应用于复杂结构体系。
【关键词】 杂交结构体系；索穹顶；结构体系分析；步骤
引言：
近几十年来，随着人们在体育、展览、文娱等方面活动的急剧增长和新材料、新技术的不断涌现，人们对空间结构的要求也越来越高。单一类型的结构形式在跨度增大时，其不足之处越来越明显。在这种情况下，杂交结构体系应运而生。
杂交结构体系是指不同类型的结构组合而形成的一种新的结构体系，它有别于采用不同材料而组成的“组合”结构。杂交结构体系综合利用了各种不同结构在性能、综合经济指标等方面的优势，使得每一种单一类型的空间结构形式及其材料均能发挥最大的潜力，从而改善整个结构体系的受力性能，进一步增大空间结构所能达到的覆盖跨度，同时丰富大跨空间结构的形式。而在杂交结构体系中，拉索是一个比较活跃的单元体，它具有与各类结构进行广泛组合的可能性。索穹顶结构就是其中一典型的杂交结构体系。
1.索穹顶结构的基本概念
索穹顶结构是由连续的钢拉索和不连续的刚性压杆组成，是一种典型的索一膜一杆杂交体系。它采用高强度钢索作为主要受力构件，配合使用轴心受力杆件，通过对径向钢索和环向钢索施加预应力，巧妙地张拉成穹顶结构。在穹顶上覆盖高强轻质膜材，构成大跨穹形屋盖，故称为“索穹顶”，其平面形状可建成圆形、椭圆形等。其中环索和斜索组成若干个自平衡的回路，使结构具备自适应能力。结构的刚度需要依靠施加预应力来提供，而且结构预应力大小与初始形状有关，不同的初始形状对应不同预应力。索穹顶结构广泛适用于大、中型体育建筑、展馆、旅游建筑、汽车、花卉交易市场等。
索穹顶结构按照结构构造的不同可以分为：肋环型网格索穹顶结构、三角化型网格索穹顶结构、葵花型（联方型）索穹顶结构、扇形三向型网格索穹顶结构、弦支穹顶和混合体系。最初提出的肋环型网格索穹顶的结构示意图如下：
索穹顶结构的基本单元是由拉索和压杆组成的菱状体。脊索、斜索和立柱均在同一平面内，每个节点上仅有一根斜索相联，脊索沿径向布置，斜索、立柱与其相应的脊索构成一竖向平面内的三角形。而设置环索可以取代下弦径向索，同时也可以增加室内空间并起到稳定索的作用。索穹顶结构组成自支承体系。它可以分解为功能迥异的3个部分：索系、桅杆及箍（环）索。索系支承于受压桅杆之上，索系和桅杆互锁。
2.索穹顶结构的工作体系分析
索穹顶在施加预应力的过程中逐步成形，环索和斜索形成下悬的索系，作竖向刚体运动的桅杆对上凸的脊索施加了预应力，使脊索成为倒悬刚化的索网，这个倒悬的刚化索网具有网壳的力学性状。在成形过程中不断地自平衡从而调整预应力分布及调整结构外形。结构成形后，索穹顶中的索系，包括脊索和环索都具有预应力。这些按一定规律分布的预应力为结构提供了刚度。在荷载态时，刚化的脊索发挥了拱的作用。作用在穹顶上的外荷载部分沿由预应力索段组成的穹顶周面传至环梁或环形桁架，另一部分则由桅杆传至桅杆底部的环索，这时环索和斜索形成的下悬的索系成为主要的承力结构。随着荷载的增大，穹顶周面上的预应力脊索因逐渐软化而卸载甚至屈服而退出工作，而桅杆底部的环索依然加载，力流经刚性竖向桅杆传至下悬的索系。可以看出在结构加载过程中，结构的刚度不断发生变化，从而也极其敏感地改变了传力路线。索穹顶结构所形成的自平衡体系使在外荷载的传递过程中因其应力回路而平衡了部分对下部支承结构作用的水平力，同时体系中的索系与边梁或边桁架也形成了一个应力回路。因此索系不论在初始态还是在预应力态或荷载态均处于张力状态，故可获得很高的结构效率。另外，相对整个体形来说，索穹顶结构中的拉索很细，压杆短而少，结构的重量随跨度的增加而并未显著增加，这样就获得了较好的经济效益。
通过上面的分析可以知道，索穹顶结构作为一种结构效率极高的全张力集成体系，是由张力集成穹顶单元根据一定的规则组合而成的。换而言之，索穹顶在荷载态时也必须处于全张拉状态，在各种工况下，索网都不能松弛而退出工作。这样索穹顶结构才不会发生弹性失稳。总的来讲，索穹顶结构的优点在于：结构自重轻、跨度大；结构自然形成的穹顶，不仅便于屋面排水，而且造型美观，可满足各种风格的建筑要求；形成自相平衡的结构体系，对下部结构的设计没有特殊要求；造价比同类大跨结构低，经济效益非常明显；施工方便快捷。
3.一般结构体系的分析步骤
通过对索穹顶结构的分析我们可以看出不论什么类型的结构，其最终目标都是要受力合理，满足使用要求，满足安全、稳定性的要求，那么由特殊到一般，我们如何分析结构是否满足以上要求呢？
结构在使用的过程中总会受到各种外界的影响，比如自重、活荷载、温度作用、地震作用等等，这些统称为作用在建筑结构上的外力。外力通过结构的接受、传递和释放最终传至基础，而在各种外力和荷载作用下，结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。
在外力作用下，建筑结构在其设计基准期内应始终保持静止状态，也就是力学中的平衡状态。但是在通常情况下，结构是不满足平衡状态的。特别是有一些外力，其作用力大小、方向不断变化，如风荷载、地震作用等。那么一定有一些支座反力也作用在结构上，从而实现与外力保持平衡，这就是地基的嵌固作用，同时地基也有适应外力作用的特点。于是结构分析应该分两个阶段进行，首先是整体分析，在整体可行的前提下，再进一步进行结构分析并研究每一个构件和每一个节点。保持整体结构稳定是进行结构分析的前提。
所谓的整体分析，就是把建筑结构视为立方体或立方体组合，研究建筑方案初步确立的整体结构形式能否安全有效地将全部外力传递至地基。这样考虑比较简单，若实际形式并不是长方体形式，再根据具体的形式系数进行转换，这是根据建筑形式确立整体结构体系。 整体分析包括四个内容：
（1）根据建筑方案所确立的建筑空间形式确立结构体系，确定其为几何不变体系。
几何稳定性是指保持结构的几何形体并允许结构的构件共同作用于抵抗荷载的性质。这个可以通过结构力学中所学的知识来进行判定。而需要我们要区分的是稳定性与平衡的不同。稳定性是指机构在经历极限变形和极限位移时承受荷载的能力。稳定性分为两类：几何稳定性和弹性稳定性。几何稳定性是结构的一种几何特性，与荷载大小及结构构件强度没有关系。而弹性稳定性即屈曲，是结构失效的一种形式，是几何稳定结构在荷载达到临界值时丧失稳定性的一种现象。结构几何稳定性的基本要求之一，就是结构必须能够抵抗来自正交方向的荷载。我们所说的几何不变体系是指在不考虑材料应变的条件下，结构在受到荷载作用后其几何形状与位置均能保持不变。但有一些特例，如膜结构，它们以改变自己的形状来适应荷载，如果产生的变形在限制范围以内，也认为它们是稳定的。
（2）研究整体结构在水平力作用下，是否能保持水平稳定而不倾覆；结合建设场地的情况研究整体结构在水平力、竖向力共同作用下是否稳定。
如图示，
建筑物在水平作用力F作用下（或挑梁在一侧竖向重力荷载P1作用下），有围绕旋转轴O向一侧倾倒的趋向。当倾覆力矩（Fa或P1e1）大于抗倾覆力矩（Wb或P2e2）时，倾覆发生。然而发生倾覆时建筑物或结构构件本身并未发生破坏。在倾覆力矩作用下，建筑物能否保持水平稳定是一个十分重要的问题。各种形式、各种高度的建筑结构都存在水平稳定问题，细高的建筑更为突出，而建筑物高度与支承体系总宽度之比是水平力和它所要求的抵抗力偶之间关系的一个总的指标，是建筑物抗倾覆能力的总衡量，我们称之为高宽比。高宽比越小，支承体系中的支承力就越小，抗倾覆能力越强；反之抗倾覆能力就越弱。
在竖向荷载作用下，建筑物所在的场地土必须有足够的承载力以承托上部结构的重量。有过不少由于地基承载力不足而使地基破坏，导致整个结构垮掉的例子。在实际工程中，我们需要进行地基类型判别及可能发生的问题、土层分布研究、查明地下水及地面水的活动规律并调查建筑物周围及地下的情况，才能判断场地是否安全，只有场地安全才能确保建筑结构竖向稳定。
（3）根据外力作用下整体结构变形特点，初步确定结构的刚度分布。
刚度是指结构能够限制作用力所产生变形的一种性质。结构是由若干构件组成的，结构在竖向荷载的作用下会产生压缩变形，在水平荷载的作用下会产生弯曲变形。而不管是抗弯刚度还是抗压刚度，除了材料种类、由计算确定的截面尺寸和数量外，主要还是考虑构件的形式。不同的构件形式对结构整体刚度的影响就会不同。
构件的形式大致分为三种：线形构件、平面构件和立体构件。
当线性构件作为框架中的柱或梁使用时，主要承受弯矩、剪力和压力，其变形中的最主要成分是垂直于杆轴方向的弯曲变形。当它作为桁架或支撑中的弦杆和腹杆使用时，主要是承受轴向压力或拉力，轴向压缩或轴向拉伸是其变形的主要成分。线形构件是组成框架体系、框剪体系的基本构件。
当平面构件作为楼板使用时，承受平面外弯矩，垂直于其平面的挠度是其变形的特点。当它作为墙体使用时，承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩，也承担一定的竖向压力。弯曲变形和剪切变形是墙体产生侧移的主要因素。构件平面外的刚度和承载力很小，结构分析中常略去不计。平面构件是组成剪力墙体系、框剪体系的基本构件。
立体构件又称空间构件，是由线形构件或平面构件组成的具有较大横截面尺寸和较小壁厚的整体管状构件。在高层结构中，立体构件作为竖向筒体使用时，主要承受倾覆力矩、水平剪力和扭转力矩。与线形构件和平面构件相比较，立体构件具有较大的空间刚度，在水平荷载作用下所产生的侧移值较小，因此特别适用于高层结构。立体构件是框筒体系、筒中筒体系、框筒束体系、支撑框筒体系、大型支撑筒体系和巨型结构体系中的基本构件。
（4）根据外力作用大小，初步确定结构应提供的强度大小。
材料或构件承受外力时，抵抗塑性变形或破坏的能力称强度。结构的强度主要通过构件的尺寸、联结方式及材料的特性决定。我们应该确保当施加最大荷载时，在结构的不同构件中所产生的应力大小处于可接受的极限内，从而满足对足够强度的要求。
结构体系分析的第二个阶段就是将整体结构与地基隔离开，将全部外力和支座反力加至整体结构模型上，自外而内地研究组成整体结构模型的每一根杆件，对每一根节点的内力和位移进行计算分析。结合结构力学的知识，我们可以完成内力和位移的计算，但是必须保证所计算的位移值在规定的限值以内。我们要确保整个结构体系和每根杆件都安全可靠，不存在任何隐患。特别是当遭遇意想不到的外力影响时，结构能有足够的安全储备和耗能能力。
4.结论
在正常的设计荷载组合作用下，结构为线性弹性反应。在灾难性地震作用下，结构同时应具有足够的延性吸收能量，保证结构不致发生倒塌。我们进行结构体系的分析就是研究结构是否具有以上所述的能力，是否稳定安全，因此进行结构体系的分析是十分必要的。
不管如何复杂的建筑，都是由基本的结构类型组合而成，掌握了基本的简单的结构体系的分析，对于复杂体系就不难把握。本文以索穹顶结构体系为例，阐述其工作原理，并从特殊到一般，总结归纳了一般结构体系的分析过程，旨在为进行结构分析提供思路，确保分析及设计过程有序、安全地进行。
参考文献：
1.《索在杂交结构体系中的应用》；郭莉，付功义；《四川建筑科学研究》；第32卷第4期，2006年8月；
2.《索穹顶结构》；杨联萍，董明，邱枕戈，钱若军，王春江；《空间结构》；第9卷第2期，2003年6月；
3.《大跨空间结构的新型式_张拉索穹顶结构》；马立明，沈祖炎，钱若军；《同济大学学报》；第23卷第2期，1995年4月；
4.《索穹顶与张拉整体穹顶》；刘锡良，夏定武；《空间结构》；第3卷第2期，1997年5月；
5.《新型大跨空间结构_索穹顶结构》；周文元，张瑾；《水运工程》；第10期总第394期，2006年10月；
6.《索穹顶结构的分类》；王文浩，曹喜；《内蒙古科技与经济》；2006年第17期；
7.《结构原理与结构概念设计》；杨俊杰、崔钦淑编著；中国水利水电出版社、知识产权出版社；
8.《基本概念体系----建筑结构基础》；郑琪编著；中国建筑工业出版社；
9.《结构与建筑》；【英】安格斯.J.麦克唐纳著；陈治平、童丽萍译；中国水利水电出版社、知识产权出版社；
10.《建筑结构体系与选型》；王心田编著；同济大学出版社；
11.《建筑结构概念体系与估算》；罗福午主编；清华大学出版社；
12.《结构原理》；阿里埃勒.哈瑙尔著；赵作周、郭红仙等译校；中国建筑工业出版社；
13.《结构分析》；R.C.Hibbeler著；毕继红译；电子工业出版社。
【关键词】 杂交结构体系；索穹顶；结构体系分析；步骤
引言：
近几十年来，随着人们在体育、展览、文娱等方面活动的急剧增长和新材料、新技术的不断涌现，人们对空间结构的要求也越来越高。单一类型的结构形式在跨度增大时，其不足之处越来越明显。在这种情况下，杂交结构体系应运而生。
杂交结构体系是指不同类型的结构组合而形成的一种新的结构体系，它有别于采用不同材料而组成的“组合”结构。杂交结构体系综合利用了各种不同结构在性能、综合经济指标等方面的优势，使得每一种单一类型的空间结构形式及其材料均能发挥最大的潜力，从而改善整个结构体系的受力性能，进一步增大空间结构所能达到的覆盖跨度，同时丰富大跨空间结构的形式。而在杂交结构体系中，拉索是一个比较活跃的单元体，它具有与各类结构进行广泛组合的可能性。索穹顶结构就是其中一典型的杂交结构体系。
1.索穹顶结构的基本概念
索穹顶结构是由连续的钢拉索和不连续的刚性压杆组成，是一种典型的索一膜一杆杂交体系。它采用高强度钢索作为主要受力构件，配合使用轴心受力杆件，通过对径向钢索和环向钢索施加预应力，巧妙地张拉成穹顶结构。在穹顶上覆盖高强轻质膜材，构成大跨穹形屋盖，故称为“索穹顶”，其平面形状可建成圆形、椭圆形等。其中环索和斜索组成若干个自平衡的回路，使结构具备自适应能力。结构的刚度需要依靠施加预应力来提供，而且结构预应力大小与初始形状有关，不同的初始形状对应不同预应力。索穹顶结构广泛适用于大、中型体育建筑、展馆、旅游建筑、汽车、花卉交易市场等。
索穹顶结构按照结构构造的不同可以分为：肋环型网格索穹顶结构、三角化型网格索穹顶结构、葵花型（联方型）索穹顶结构、扇形三向型网格索穹顶结构、弦支穹顶和混合体系。最初提出的肋环型网格索穹顶的结构示意图如下：
索穹顶结构的基本单元是由拉索和压杆组成的菱状体。脊索、斜索和立柱均在同一平面内，每个节点上仅有一根斜索相联，脊索沿径向布置，斜索、立柱与其相应的脊索构成一竖向平面内的三角形。而设置环索可以取代下弦径向索，同时也可以增加室内空间并起到稳定索的作用。索穹顶结构组成自支承体系。它可以分解为功能迥异的3个部分：索系、桅杆及箍（环）索。索系支承于受压桅杆之上，索系和桅杆互锁。
2.索穹顶结构的工作体系分析
索穹顶在施加预应力的过程中逐步成形，环索和斜索形成下悬的索系，作竖向刚体运动的桅杆对上凸的脊索施加了预应力，使脊索成为倒悬刚化的索网，这个倒悬的刚化索网具有网壳的力学性状。在成形过程中不断地自平衡从而调整预应力分布及调整结构外形。结构成形后，索穹顶中的索系，包括脊索和环索都具有预应力。这些按一定规律分布的预应力为结构提供了刚度。在荷载态时，刚化的脊索发挥了拱的作用。作用在穹顶上的外荷载部分沿由预应力索段组成的穹顶周面传至环梁或环形桁架，另一部分则由桅杆传至桅杆底部的环索，这时环索和斜索形成的下悬的索系成为主要的承力结构。随着荷载的增大，穹顶周面上的预应力脊索因逐渐软化而卸载甚至屈服而退出工作，而桅杆底部的环索依然加载，力流经刚性竖向桅杆传至下悬的索系。可以看出在结构加载过程中，结构的刚度不断发生变化，从而也极其敏感地改变了传力路线。索穹顶结构所形成的自平衡体系使在外荷载的传递过程中因其应力回路而平衡了部分对下部支承结构作用的水平力，同时体系中的索系与边梁或边桁架也形成了一个应力回路。因此索系不论在初始态还是在预应力态或荷载态均处于张力状态，故可获得很高的结构效率。另外，相对整个体形来说，索穹顶结构中的拉索很细，压杆短而少，结构的重量随跨度的增加而并未显著增加，这样就获得了较好的经济效益。
通过上面的分析可以知道，索穹顶结构作为一种结构效率极高的全张力集成体系，是由张力集成穹顶单元根据一定的规则组合而成的。换而言之，索穹顶在荷载态时也必须处于全张拉状态，在各种工况下，索网都不能松弛而退出工作。这样索穹顶结构才不会发生弹性失稳。总的来讲，索穹顶结构的优点在于：结构自重轻、跨度大；结构自然形成的穹顶，不仅便于屋面排水，而且造型美观，可满足各种风格的建筑要求；形成自相平衡的结构体系，对下部结构的设计没有特殊要求；造价比同类大跨结构低，经济效益非常明显；施工方便快捷。
3.一般结构体系的分析步骤
通过对索穹顶结构的分析我们可以看出不论什么类型的结构，其最终目标都是要受力合理，满足使用要求，满足安全、稳定性的要求，那么由特殊到一般，我们如何分析结构是否满足以上要求呢？
结构在使用的过程中总会受到各种外界的影响，比如自重、活荷载、温度作用、地震作用等等，这些统称为作用在建筑结构上的外力。外力通过结构的接受、传递和释放最终传至基础，而在各种外力和荷载作用下，结构必须以合适的性能和所要求的稳定性作出反应。
在外力作用下，建筑结构在其设计基准期内应始终保持静止状态，也就是力学中的平衡状态。但是在通常情况下，结构是不满足平衡状态的。特别是有一些外力，其作用力大小、方向不断变化，如风荷载、地震作用等。那么一定有一些支座反力也作用在结构上，从而实现与外力保持平衡，这就是地基的嵌固作用，同时地基也有适应外力作用的特点。于是结构分析应该分两个阶段进行，首先是整体分析，在整体可行的前提下，再进一步进行结构分析并研究每一个构件和每一个节点。保持整体结构稳定是进行结构分析的前提。
所谓的整体分析，就是把建筑结构视为立方体或立方体组合，研究建筑方案初步确立的整体结构形式能否安全有效地将全部外力传递至地基。这样考虑比较简单，若实际形式并不是长方体形式，再根据具体的形式系数进行转换，这是根据建筑形式确立整体结构体系。 整体分析包括四个内容：
（1）根据建筑方案所确立的建筑空间形式确立结构体系，确定其为几何不变体系。
几何稳定性是指保持结构的几何形体并允许结构的构件共同作用于抵抗荷载的性质。这个可以通过结构力学中所学的知识来进行判定。而需要我们要区分的是稳定性与平衡的不同。稳定性是指机构在经历极限变形和极限位移时承受荷载的能力。稳定性分为两类：几何稳定性和弹性稳定性。几何稳定性是结构的一种几何特性，与荷载大小及结构构件强度没有关系。而弹性稳定性即屈曲，是结构失效的一种形式，是几何稳定结构在荷载达到临界值时丧失稳定性的一种现象。结构几何稳定性的基本要求之一，就是结构必须能够抵抗来自正交方向的荷载。我们所说的几何不变体系是指在不考虑材料应变的条件下，结构在受到荷载作用后其几何形状与位置均能保持不变。但有一些特例，如膜结构，它们以改变自己的形状来适应荷载，如果产生的变形在限制范围以内，也认为它们是稳定的。
（2）研究整体结构在水平力作用下，是否能保持水平稳定而不倾覆；结合建设场地的情况研究整体结构在水平力、竖向力共同作用下是否稳定。
如图示，
建筑物在水平作用力F作用下（或挑梁在一侧竖向重力荷载P1作用下），有围绕旋转轴O向一侧倾倒的趋向。当倾覆力矩（Fa或P1e1）大于抗倾覆力矩（Wb或P2e2）时，倾覆发生。然而发生倾覆时建筑物或结构构件本身并未发生破坏。在倾覆力矩作用下，建筑物能否保持水平稳定是一个十分重要的问题。各种形式、各种高度的建筑结构都存在水平稳定问题，细高的建筑更为突出，而建筑物高度与支承体系总宽度之比是水平力和它所要求的抵抗力偶之间关系的一个总的指标，是建筑物抗倾覆能力的总衡量，我们称之为高宽比。高宽比越小，支承体系中的支承力就越小，抗倾覆能力越强；反之抗倾覆能力就越弱。
在竖向荷载作用下，建筑物所在的场地土必须有足够的承载力以承托上部结构的重量。有过不少由于地基承载力不足而使地基破坏，导致整个结构垮掉的例子。在实际工程中，我们需要进行地基类型判别及可能发生的问题、土层分布研究、查明地下水及地面水的活动规律并调查建筑物周围及地下的情况，才能判断场地是否安全，只有场地安全才能确保建筑结构竖向稳定。
（3）根据外力作用下整体结构变形特点，初步确定结构的刚度分布。
刚度是指结构能够限制作用力所产生变形的一种性质。结构是由若干构件组成的，结构在竖向荷载的作用下会产生压缩变形，在水平荷载的作用下会产生弯曲变形。而不管是抗弯刚度还是抗压刚度，除了材料种类、由计算确定的截面尺寸和数量外，主要还是考虑构件的形式。不同的构件形式对结构整体刚度的影响就会不同。
构件的形式大致分为三种：线形构件、平面构件和立体构件。
当线性构件作为框架中的柱或梁使用时，主要承受弯矩、剪力和压力，其变形中的最主要成分是垂直于杆轴方向的弯曲变形。当它作为桁架或支撑中的弦杆和腹杆使用时，主要是承受轴向压力或拉力，轴向压缩或轴向拉伸是其变形的主要成分。线形构件是组成框架体系、框剪体系的基本构件。
当平面构件作为楼板使用时，承受平面外弯矩，垂直于其平面的挠度是其变形的特点。当它作为墙体使用时，承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩，也承担一定的竖向压力。弯曲变形和剪切变形是墙体产生侧移的主要因素。构件平面外的刚度和承载力很小，结构分析中常略去不计。平面构件是组成剪力墙体系、框剪体系的基本构件。
立体构件又称空间构件，是由线形构件或平面构件组成的具有较大横截面尺寸和较小壁厚的整体管状构件。在高层结构中，立体构件作为竖向筒体使用时，主要承受倾覆力矩、水平剪力和扭转力矩。与线形构件和平面构件相比较，立体构件具有较大的空间刚度，在水平荷载作用下所产生的侧移值较小，因此特别适用于高层结构。立体构件是框筒体系、筒中筒体系、框筒束体系、支撑框筒体系、大型支撑筒体系和巨型结构体系中的基本构件。
（4）根据外力作用大小，初步确定结构应提供的强度大小。
材料或构件承受外力时，抵抗塑性变形或破坏的能力称强度。结构的强度主要通过构件的尺寸、联结方式及材料的特性决定。我们应该确保当施加最大荷载时，在结构的不同构件中所产生的应力大小处于可接受的极限内，从而满足对足够强度的要求。
结构体系分析的第二个阶段就是将整体结构与地基隔离开，将全部外力和支座反力加至整体结构模型上，自外而内地研究组成整体结构模型的每一根杆件，对每一根节点的内力和位移进行计算分析。结合结构力学的知识，我们可以完成内力和位移的计算，但是必须保证所计算的位移值在规定的限值以内。我们要确保整个结构体系和每根杆件都安全可靠，不存在任何隐患。特别是当遭遇意想不到的外力影响时，结构能有足够的安全储备和耗能能力。
4.结论
在正常的设计荷载组合作用下，结构为线性弹性反应。在灾难性地震作用下，结构同时应具有足够的延性吸收能量，保证结构不致发生倒塌。我们进行结构体系的分析就是研究结构是否具有以上所述的能力，是否稳定安全，因此进行结构体系的分析是十分必要的。
不管如何复杂的建筑，都是由基本的结构类型组合而成，掌握了基本的简单的结构体系的分析，对于复杂体系就不难把握。本文以索穹顶结构体系为例，阐述其工作原理，并从特殊到一般，总结归纳了一般结构体系的分析过程，旨在为进行结构分析提供思路，确保分析及设计过程有序、安全地进行。
参考文献：
1.《索在杂交结构体系中的应用》；郭莉，付功义；《四川建筑科学研究》；第32卷第4期，2006年8月；
2.《索穹顶结构》；杨联萍，董明，邱枕戈，钱若军，王春江；《空间结构》；第9卷第2期，2003年6月；
3.《大跨空间结构的新型式_张拉索穹顶结构》；马立明，沈祖炎，钱若军；《同济大学学报》；第23卷第2期，1995年4月；
4.《索穹顶与张拉整体穹顶》；刘锡良，夏定武；《空间结构》；第3卷第2期，1997年5月；
5.《新型大跨空间结构_索穹顶结构》；周文元，张瑾；《水运工程》；第10期总第394期，2006年10月；
6.《索穹顶结构的分类》；王文浩，曹喜；《内蒙古科技与经济》；2006年第17期；
7.《结构原理与结构概念设计》；杨俊杰、崔钦淑编著；中国水利水电出版社、知识产权出版社；
8.《基本概念体系----建筑结构基础》；郑琪编著；中国建筑工业出版社；
9.《结构与建筑》；【英】安格斯.J.麦克唐纳著；陈治平、童丽萍译；中国水利水电出版社、知识产权出版社；
10.《建筑结构体系与选型》；王心田编著；同济大学出版社；
11.《建筑结构概念体系与估算》；罗福午主编；清华大学出版社；
12.《结构原理》；阿里埃勒.哈瑙尔著；赵作周、郭红仙等译校；中国建筑工业出版社；
13.《结构分析》；R.C.Hibbeler著；毕继红译；电子工业出版社。