膜結(jié)構(gòu)加工制作階段的工作內(nèi)容，包括裁剪設(shè)計的原則、裁剪方法、膜材的連接、裁剪下料圖及加工圖、膜面加工制作的工序與質(zhì)量要求等。      

關(guān)鍵詞：膜結(jié)構(gòu)、裁剪、應(yīng) 變補償、連接、加工除找形外，膜結(jié)構(gòu)設(shè)計的另一大特點是需要進行裁剪設(shè)計，即在完成找形、荷載分析和構(gòu)件設(shè)計（含膜材、索、支 承鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計等）并獲批準后，要購買膜材料，進行裁剪設(shè)計，加工制作膜面。本文將就膜結(jié)構(gòu)加工制作階段的工作內(nèi)容，如裁剪設(shè)計的原則、裁剪方法、膜材連 接方法與接縫設(shè)計、裁剪加工圖、膜面制作工序與質(zhì)量要求等，展開論述。       

膜結(jié)構(gòu)裁剪設(shè)計的目的及一般原則      

1. 裁剪設(shè)計的目的       

膜結(jié)構(gòu)建成后的膜面是預(yù)應(yīng)力作用下的空間曲面。裁剪設(shè)計（或者 稱裁剪分析）的目的是用無應(yīng)力、平面狀態(tài)并有幅寬限制的膜材（卷材）去制作膜面，使這個膜面在張拉后符合找形所得的形狀和應(yīng)力分布，且膜面接縫布置美觀， 膜材用料節(jié)省。       

2. 裁剪設(shè)計的內(nèi)容與步驟       

膜結(jié)構(gòu)裁剪設(shè)計的內(nèi)容與步驟如下：

（1）在找形得到的空間膜面上布置裁剪線，將空間膜面劃分成若干個空間膜條；

（2）將空間膜條展開為 平面膜片；

（3）釋放預(yù)應(yīng)力，對平面膜片進行應(yīng)變補償（即考慮預(yù)應(yīng)力釋放后膜材的彈性回縮）；

（4）根據(jù)以上結(jié)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. 裁剪線的布置原則       裁剪線是指空間膜曲面上膜條與膜條之間的連接線，也就是裁剪片與裁剪片拼接時的接縫。      

裁剪線的布置應(yīng)遵循以下原則：

（1）美觀，有良好的視覺效果；

（2） 受力性能良好，通常將裁剪線布置成與膜材的經(jīng)向一致，沿膜面主應(yīng)力方向；

（3）便于加工，避免裁剪線過于集中，以方便邊角處理；

（4）節(jié)省，即節(jié)省膜材且 使接縫總長度盡可能地短。       

通常，裁剪線的方向就是膜材的經(jīng)向，即膜材的長度方向。習(xí)慣上，圓錐形（傘形）膜面的裁剪線按經(jīng)向布置，馬鞍形膜面的裁剪線沿平行于高點對角線的方向布 置，拱支承形膜面的裁剪線多垂直于拱的跨度方向，而脊谷式膜面的裁剪線多平行于脊谷索布置；剛性邊界的膜結(jié)構(gòu)，裁剪線多平行于邊界支承構(gòu)件，如圖1 所示。設(shè)計實際工程時，不要墨守陳規(guī)。適度地改變習(xí)慣做法，有時會收到意想不到的新奇效果。       

4. 裁剪的應(yīng)變補償       

膜材裁剪時的應(yīng)變補償值（預(yù)縮量）受許多因素影響，如膜材本身的雙軸拉伸性能、徐變性能、膜面應(yīng)力水平、裁剪片的形狀及材料經(jīng)緯方向、 結(jié)構(gòu)尺度及支承方式、膜面熱合時的收縮情況、成型時的張拉難易程度等等。應(yīng)變補償常以補償率的形式實施。嚴格說來，需根據(jù)膜材在特定應(yīng)力比及應(yīng)力水平下的 雙軸拉伸試驗結(jié)果，結(jié)合上述諸因素綜合確定應(yīng)變補償率。       需要注意的是，膜材經(jīng)、緯向的應(yīng)變補償率通常是不同的，且不同的應(yīng)力分區(qū)也應(yīng)采用不同的補償率。大體上來說，常用聚氯乙烯（PVC ）涂層覆蓋聚酯織物的應(yīng)變補償率在0.5% 至 0.8% ；而常用聚四氟乙烯（PTFE ）涂層覆蓋玻璃纖維膜材的應(yīng)變補償率經(jīng)向為0.5% 至1.0% ，緯向在1.0% 至3.0%之間。   

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