裁剪分析是在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的曲面形體上尋求合理的裁剪線位置及其分布。膜材料一般是成卷供應(yīng)的，每卷的寬度有很多種，為了充分利用膜材，做到

經(jīng)濟(jì)合理，一般要按照膜材幅寬進(jìn)行裁剪，但要兼顧曲面的曲率變化情況，并且由于膜材具有雙向異性性能，故裁剪線的布置要與計(jì)算模型所設(shè)定的膜材徑向

方向一致，才能保證計(jì)算結(jié)果與實(shí)際相符。

 

 

         膜材的裁剪通常是在無應(yīng)力下進(jìn)行的，如何在預(yù)應(yīng)力的形體上進(jìn)行無應(yīng)力狀態(tài)的裁剪，國內(nèi)外學(xué)者已提出了諸如幾何法、最小二乘原理、有限單元法、平面熱應(yīng)力問題動(dòng)態(tài)規(guī)化法等，將空間不可展曲面轉(zhuǎn)換成二維的平面，然后用“補(bǔ)償法”最后確定二維膜片的幾何尺寸。補(bǔ)償法就是根據(jù)膜中預(yù)應(yīng)力的大小和膜材徑緯向的材料特性，并考慮其徐變影響而綜合確定經(jīng)緯向補(bǔ)償值，然后沿徑緯向在各點(diǎn)坐標(biāo)上分別進(jìn)行補(bǔ)償。

 

         張拉膜結(jié)構(gòu)在進(jìn)行荷載分析時(shí)所用的模型往往和裁剪分析時(shí)所用的模型有所不同，尤其是大型的膜結(jié)構(gòu)建筑，荷載分析時(shí)對于結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)做法和邊界做法一般是不會(huì)考慮的，為提高計(jì)算速度，膜、索、桿、梁計(jì)算單元的劃分不會(huì)很細(xì)，能滿足內(nèi)力分析即可。

 

         然而，在進(jìn)行膜裁剪分析時(shí)需要對節(jié)點(diǎn)做法和邊界做法進(jìn)行細(xì)致的考慮，重新確定膜的邊界，對于大型的膜結(jié)構(gòu)還應(yīng)將膜和索計(jì)算單元重新進(jìn)行細(xì)致的劃分，然后重新進(jìn)行找形，但必須保證兩模型中膜邊界是一致的。對于由很多單元組成的大型的膜結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行裁剪分析時(shí)可以僅僅取出一個(gè)單元進(jìn)行分析，因?yàn)椴眉舴治龈�結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力無關(guān)，只跟膜和膜內(nèi)索的形狀有關(guān)系，沒有必要象荷載分析時(shí)那樣用整個(gè)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析。

 

         裁剪分析是一種非常認(rèn)真細(xì)致工作，其中的難點(diǎn)是裁剪線的布置和具體位置的確定。有的軟件只能沿網(wǎng)格線進(jìn)行裁剪，就是在找形分析后的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)形體上，保證邊界條件不變(包括任何索邊界)，然后根據(jù)膜材幅寬的要求重新布置膜曲面網(wǎng)格，重新找形再裁剪。要想使裁剪出來的膜片經(jīng)過補(bǔ)償后再加上膜片間的搭縫寬度要求，使之正好與幅寬一致(一般來說最后裁剪成的二維膜的最寬處不得大于膜材幅度，也不易小于10毫米)，需要多次反復(fù)地試裁才能完成，工作量非常之大，否則就只能以增大膜材損耗為代價(jià)了。

 

         后來根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)我們合作開發(fā)了裁剪效率很高的一個(gè)軟件，只要在找形后的模型上直接裁剪即可，無需重形找形。為了更好的布置裁剪線，并且引人了大地測量學(xué)中“測地線”的概念。通過在膜曲面上布置測地線代替裁剪線(即膜片接合縫的位置)，這樣使裁剪出的相鄰兩片膜片的接合邊界變得光滑且凹凸均勻，很容易考慮搭接、邊界、補(bǔ)償后控制膜片的寬度。另外，“測地線”的應(yīng)用使膜片接合縫跨越鋼索變得更容易，使膜在有鋼索支撐的位置(圖1的邊脊索、谷索和圖2的脊索位置)不必非要設(shè)置接合縫。

 

 

 

 

 

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