張拉膜結(jié)構(gòu)中至關(guān)重要的裁剪設(shè)計
1. 裁剪設(shè)計的目的
張拉膜結(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(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(diǎn)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。設(shè)計實(shí)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(bǔ)償
膜材裁剪時的應(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、膜面熱合時的收縮情況、成型時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。嚴(yán)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(bǔ)償率。
需要注意的是，膜材經(jīng)、緯向的應(yīng)變補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償率經(jīng)向為0.5% 至1.0% ，緯向在1.0% 至3.0%之間。
