张拉膜结构一般由三部分组成:支座(钢结构)、拉索和膜面,这三部分构件通常均可以在工厂内预先完成。其中膜面必须在工厂内按照设计尺寸裁剪、热合成安装片,然后运输到现场张拉成形。由于膜材完全是预制的,然后再施工现场以外的工厂中加工焊接装配成整体,这些技术并不适合在施工现场调整,故整个制作过程要求具有高度的精确性,以保证加工的膜面整体可以正确地和支撑结构吻合并产生预期的预应力。
膜面的制作分为裁剪分析和加工制作两步。裁剪设计
为了用平面的膜材拼接成膜结构的空间曲面,在找形和荷载分析后需要进行裁剪设计。目的是用无应力、平面状态并有幅宽限制的膜材(卷材)去制作膜面,使这个膜面在张拉后符合找形所得的形状和应力分布,且膜面接缝布置美观,膜材用料节省。裁剪设计的步骤如下:
(1) 在通常找形和荷载分析得到的空间膜面模型上布置裁剪线,将空间膜面划分成若干个空间膜条;
(2) 将空间膜条展开为平面膜片;
(3) 释放预应力,对平面膜片进行应变补偿(即考虑预应力释放后膜材的弹性回缩);
(4) 根据以上结果,加上膜片接缝处及边角处都放量,得到平面裁剪片;给出膜材的下料图及膜面的加工图。 |