仿生学（Bionics）一词是由美国人斯蒂尔于1960年根据拉丁文“bios”（生命的意义）加上后缀“nic”（“具有……的性质”的意思）而形成的。 仿生学是研究模仿生物系统，或以具有生物系统特征的方式运行，或以与生物系统相似的方式运行的系统的科学。”1960 年 9 月 13 日，第一届仿生学研讨会在美国，宣布这门学科的正式诞生。
建筑仿生学是仿生学的一个重要分支。 它是仿生学在建筑领域的应用和延伸。 建筑仿生学是根据自然界的生物规律来创造建筑物，或使新建筑物具有类生物的特征。 仿生建筑主要研究生物体的功能组织和形象构成规律，并通过研究成果的应用进一步改进建筑物的加工方法，以达到建筑形式的合理设计和应用。
通过对蜻蜓翅膀结构的力学分析可知，翅膀空间结构的受力和变形主要由翼脉承担，翼膜也对提高结构刚度起到一定作用。 合理分布实现了膜与脉的协同工作，大大提高了结构的整体协调性能。 蜻蜓翼结构的优势不仅体现在刚度高、稳定性好，而且整个机翼结构非常轻，这与蜻蜓翼的材料特性是分不开的。 受蜻蜓翅膀结构的启发，如果将蜻蜓翅膀的结构优势应用到温室的结构设计中，建立几种温室仿生空间结构，就可以探索和研究仿生结构的性能。
温室仿生结构设计研究
基于蜻蜓翅膀结构的刚度特性，从翅膀结构力学特性的基本原理出发，结合现有温室结构和尺寸特点奇异的仿生学，建立了三种新型温室仿生空间结构。 温室结构的整体形状为六边形网格。 形成的拱形结构，在拱形的基础上，皱起四边形网格，构成主体框架。 通过对三种仿生结构在不同工况下的对比分析可以看出，模型2的空间结构分布较模型1和模型3更为合理，表现出良好的力学性能。 因此，选择模型2作为确定的温室骨架结构。
模型1立体图
模型二立体图
模型的三维视图
①材质及尺寸设计
采用不同的复合材料对模型进行模拟，结合温室结构的荷载组合，对模型2进行静力分析，对比模型2在不同荷载条件下的挠度和应力变化。 该结构的骨架和外壳采用复合材料后，挠度明显减小，杆件的应力值也大大降低。 材料弹性模量的增加可以增加结构的抗弯刚度。 分组定义不同尺寸的梁和壳厚，对模型施加1000N/m2的均布荷载进行力学分析。 随着横梁直径和壁厚的增加，结构刚度增加，结构所用材料也随之增加； 壳的刚度也随着其厚度的增加而小幅增加。 通过以上分析，综合考虑结构刚度的保证和原材料的节省，确定了适宜的温室结构材料和几何尺寸。
② 应力硬化对结构刚度的影响
对模型2施加1000N/m2的均布荷载，比较其在三种静态分析下的力学性能。 可以看出，在考虑应力刚化作用下的小位移静力分析时，结构最大挠度减少0.027 m仅为不考虑应力刚化作用时挠度值的89.5%，表明壳体拉伸后结构的抗弯刚度大大提高。 在不考虑应力刚化效应的情况下，大位移静力分析的挠度值略大于小位移静力分析的挠度值。 分别对结构施加F=200N/m2×(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)的均布荷载，绘制挠度随荷载的变化曲线。 随着荷载的增加，应力刚化作用更加明显，结构挠度的减小也更大。 因此，在结构设计中刚度不宜过大，在结构一定的变形下，才能更好地发挥梁壳联合作用下提高结构刚度的性能。
③ 约束条件对结构刚度的影响
在模型2中加入两根立柱，进行竖向位移约束，对比不同工况组合下模型中加入约束前后最大挠度值和应力值的变化。 可以看出，加约束后的结构挠度值仅为原来最大拉压应力的10%左右，按照近似比值也有较大降低。 由此可见，温室结构中立柱的增加可减少结构的整体变形，对刚度的提高起到重要作用。 因此，在设计中，在保持结构尺寸不变的基础上，可以通过增加结构约束来减小变形以满足安全要求，同时发挥结构的应力刚化作用，节省原料。
连栋温室仿生结构设计研究
沿长度和跨度方向镜像模型2，建立对称的仿生模型Ⅰ。 通过力学对比可知，在相同工况下，无论结构是否加柱约束奇异的仿生学，模型1的最大挠度均小于模型2，且两部分对称。 它们可以相互牵制和协调，以增加结构的整体刚度。 综合利用对称结构和蜻蜓翅膀的结构优势，设计了两种新型大跨度连栋温室仿生结构。 在应用中，可根据土地条件和实际需要，设计连栋温室的具体数量并增加立柱约束，以满足刚度要求。 要求。
模型Ⅰ立体图
温室骨架主要由边长1m的六边形网格构成拱形结构。 在整体拱形的基础上，折皱四边形网格，形成主体承重结构。 两种新型温室仿生结构的长度相同，均为48m，屋顶骨架结构如图二、三模型所示，跨度、皱高等具体尺寸如图所示。
模型Ⅰ立体图
Model II立体图
具体尺寸，如跨度和皱纹高度
温室是主要的农业设施之一，温室结构的设计与研究将有助于促进设施农业的产业化。 国内外许多学者从光环境、热环境、结构受力等方面对温室的几何尺寸、屋面骨架、墙体结构、承载力等进行了设计和研究。 然而，对于温室结构的仿生设计，特别是基于蜻蜓翅膀的温室结构的仿生设计方法和研究，国内外尚未开展。 在进化过程中，蜻蜓翅膀的结构、形状和功能都得到了充分的优化。 将蜻蜓翅膀优良的力学性能应用到温室的结构设计中具有重要的现实意义。
