裁剪分析是在預應力狀態(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的，每卷的寬度有很多種，為了充分利用膜材，做到

經(jīng)濟合理，一般要按照膜材幅寬進行裁剪，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算模型所設(shè)定的膜材徑向

方向一致，才能保證計算結(jié)果與實際相符。

 

 

         膜材的裁剪通常是在無應力下進行的，如何在預應力的形體上進行無應力狀態(tài)的裁剪，國內(nèi)外學者已提出了諸如幾何法、最小二乘原理、有限單元法、平面熱應力問題動態(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“補償法”最后確定二維膜片的幾何尺寸。補償法就是根據(jù)膜中預應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)緯向補償值，然后沿徑緯向在各點坐標上分別進行補償。

 

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

 

         然而，在進行膜裁剪分析時需要對節(jié)點做法和邊界做法進行細致的考慮，重新確定膜的邊界，對于大型的膜結(jié)構(gòu)還應將膜和索計算單元重新進行細致的劃分，然后重新進行找形，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)，在進行裁剪分析時可以僅僅取出一個單元進行分析，因為裁剪分析跟結(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那樣用整個結(jié)構(gòu)體系進行分析。

 

         裁剪分析是一種非常認真細致工作，其中的難點是裁剪線的布置和具體位置的確定。有的軟件只能沿網(wǎng)格線進行裁剪，就是在找形分析后的預應力狀態(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了。

 

         后來根據(jù)工作經(jīng)驗我們合作開發(fā)了裁剪效率很高的一個軟件，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、補償后控制膜片的寬度。另外，“測地線”的應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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