张拉整体结构在工程领域中表现出受力合理、形态可控的独特优势,从出现至今一直受到各学科的广泛关注,尤其是空间结构方向。由于张拉整体结构属于一种刚度可变的柔性大变形结构,其刚度极易受到内在因素或外在条件的影响,但目前国内外对张拉整体结构的刚度分析尚未形成系统的理论,因此,研究四棱柱式张拉整体结构的刚度受不同因素的影响规律就显得十分必要。本文在研究张拉整体结构的三种影响因素时,均通过分析荷载-位移曲线、荷载-内力曲线及荷载-刚度曲线的变化得出刚度的影响规律,以期为寻找新的组合构型提供可行性,并为张拉整体结构应用于实际的建筑工程提供参考。具体研究内容如下:首先,通过切线刚度矩阵的表达式来阐述张拉整体结构特殊的刚度形成机理。从杆件刚度和结构刚度两个层面分别将张拉整体结构的总刚度表示为弹性刚度和几何刚度之和。然后,根据找形方法的基本原理,对力密度法和动力松弛法的优缺点及适用情况进行了分析对比。由节点坐标矩阵和结构拓扑矩阵等几何参数编制的MATLAB程序,得到张拉整体基本构型的力密度向量及初始预应力比值关系,并据此在ANSYS中建立了有限元模型。其次,以单层四棱柱式张拉整体结构为研究对象,探究两种不同约束方式下预应力对结构刚度的影响规律,并对无多余约束和底部全约束两种方式下预应力的影响进行对比分析,得出预应力对单层张拉整体结构刚度的影响规律。为张拉整体结构施加合理的预应力水平提供参考,以实现结构的最优承载性能,使其更好地发挥其刚度可变的特性。再次,以单层四棱柱式张拉整体结构为研究对象,探究结构刚度在无多余约束方式下受水平外荷载作用位置和水平外荷载作用角度的影响,得出外荷载作用对单层张拉整体结构刚度的影响规律。以此为参考,尽量减小实际工程中水平荷载对结构产生的不利影响。最后,采用模块化思想,将两个四棱柱式张拉整体结构以节点-节点的连接方式进行层叠装配,构成双层四棱柱式张拉整体结构。通过对双层四棱柱式张拉整体结构进行刚度分析,得出底部全约束方式下单元旋转方向对张拉整体结构刚度的影响规律。