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(jì)(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(gè)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(jì)的內(nèi)容與步驟
膜結(jié)構(gòu)裁剪設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟:
(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(gè)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(duì)平面膜片進(jìn)行應(yīng)變補(bǔ)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(shí)的接縫。
裁剪線的布置:
(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(diǎn)對(duì)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,不墨守陳規(guī)。適度地改變習(xí)慣做法,有時(shí)會(huì)收到意想不到的新奇效果。
4. 裁剪的應(yīng)變補(bǔ)償
膜材裁剪時(shí)的應(yīng)變補(bǔ)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(shí)的收縮情況、成型時(shí)的張拉難易程度等等。應(yīng)變補(bǔ)償常以補(bǔ)償率的形式實(shí)施。 |