膜結構設計的另一大特點(diǎn)是需要進(jìn)行裁剪設計,即在完成找形、荷載分析和構件設計(含膜材、索、支承鋼結構的設計等)并獲批準后,要購買(mǎi)膜材料,進(jìn)行裁剪設計,加工制作膜面。本文將就膜結構加工制作階段的工作內容,如裁剪設計的原則、裁剪方法、膜材連接方法與接縫設計、裁剪加工圖、膜面制作工序與質(zhì)量要求等,展開(kāi)論述。
1.膜結構裁剪設計的目的
膜結構建成后的膜面是預應力作用下的空間曲面。裁剪設計(或者稱(chēng)裁剪分析)的目的是用無(wú)應力、平面狀態(tài)并有幅寬限制的膜材(卷材)去制作膜面,使這個(gè)膜面在張拉后符合找形所得的形狀和應力分布,且膜面接縫布置美觀(guān),膜材用料節省。
2.裁剪設計的內容與步驟:
(1)在找形得到的空間膜面上布置裁剪線(xiàn),將空間膜面劃分成若干個(gè)空間膜條;
(2)將空間膜條展開(kāi)為平面膜片;
(3)釋放預應力,對平面膜片進(jìn)行應變補償(即考慮預應力釋放后膜材的彈性回縮);
(4)根據以上結果,加上膜片接縫處及邊角處都放量,得到平面裁剪片;給出膜材的下料圖及膜面的加工圖。
3.裁剪線(xiàn)的布置原則
裁剪線(xiàn)是指空間膜曲面上膜條與膜條之間的連接線(xiàn),也就是裁剪片與裁剪片拼接時(shí)的接縫。裁剪線(xiàn)的布置應遵循以下原則:
(1)美觀(guān),有良好的視覺(jué)效果;
(2)受力性能良好,通常將裁剪線(xiàn)布置成與膜材的經(jīng)向一致,沿膜面主應力方向;
(3)便于加工,避免裁剪線(xiàn)過(guò)于集中,以方便邊角處理;
(4)節省,即節省膜材且使接縫總長(cháng)度盡可能地短。 通常,裁剪線(xiàn)的方向就是膜材的經(jīng)向,即膜材的長(cháng)度方向。
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