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膜结构的裁剪设计与加工制作
发布时间：2010-4-11 |
膜结构制作阶段的工作内容包括裁剪的原则、裁剪、膜材连接、裁剪下料图膜面加工制作工序与质量要求等
关键词膜结构,裁剪应变补偿,连接加工
找，膜结构设计的一大特点是需要进行裁剪设计，在完成找形构件（含膜材、索支承钢结构）获批准后，购买膜材料，进行裁剪设计，加工制作膜面。本文将膜结构阶段的，如的原则、与接缝、裁剪图、膜面制作工序与质量要求等，展开论述。
一、膜结构裁剪的目的及一般
1. 裁剪设计的目的
膜结构建成的膜面是下空间裁剪设计（称分析）的目的是用无应力平面状态并有幅宽的膜材卷材）去制作使在张拉后符合找形所得的形状应力分布，接缝布置，膜材用料节省
2. 裁剪设计的内容与步骤
膜结构裁剪设计内容（1）找形的空间膜面上布置，将空间膜面成若干个膜条；（2）将空间膜条展开为平面膜片；（3）释放对平面膜片进行应变补偿（即考虑预应力后膜材的弹性回缩）（4结果，膜片都裁剪片给出膜材的下料图及面加工图。
3. 裁剪线的布置原则
线是指曲面上膜条与膜条之间连接线，也就是裁剪与裁剪片拼接时的接缝。裁剪布置应遵循以下原则：1，有良好视觉效果；（）受力性能良好通常将裁剪布置成与膜材经向一致，沿膜面主应力（便于，线过于集中，以方便（4即膜材且使接缝总长度尽可能。
，线的，的长度方向。习惯上圆锥形（）的裁剪线按布置，马鞍形膜面的裁剪线沿平行于对角线的方向布置，裁剪线多跨度，而脊的裁剪平行脊谷索布置；刚性边界的膜结构，线多平行于边界支承构件，如图1。设计实际时，不要墨守陈规适度地改变做法，有时会意想不到的新奇效果，参见2。
4. 裁剪的应变补偿
膜材的应变补偿值（预）许多本身的双轴性能徐变性能膜面应力水平、裁剪片形状及材料经纬方向、结构尺度及支承、热合时的收缩情况、的张拉等等。应变常补偿率形式实施。严格说来，根据膜材在特定应力比及水平下的双轴拉伸试验，结合上述诸补偿率
需要，膜、纬向的补偿率通常是不同且不同应力分区应不同的补偿率。大体上来说常用（PVC 的补偿率在0.5% 至0.8% ；而常用聚四氟乙烯（PTFE 覆盖玻璃纤维膜材的应变补偿率经向为 至1.0%纬向在 至之间。
二、裁剪设计的方法
膜结构裁剪分析最初是从物理的一定制作所的结构曲面模型用一定宽度的纸、布其他柔性材料剪成相应的形状粘贴到模型上，反复修改，完
膜结构设计专题讲座
模型将粘贴条揭下按放大后考虑应变补偿，即可得膜材的下料图。
对于简单、规则的曲面，可利用几何将其展开并得到下料图。而对于复杂，确定。目前常用裁剪方法地线裁剪法（ Line Method），现分别介绍如下。
1. 测地线裁剪法
个大地测量学中的概念，线，其被为：上并存在于曲面上的曲线。可展曲面上的测地线在曲面展开成平面为直线；展上的测地线展开。测地线裁剪，就是以测来剖分空间膜面。求曲面上的测地线实际上是一个上间曲线之泛函极值问题。
用测地线概念膜结构裁剪分析的问题是因为的新奇多变。通过找形分析，所的是膜面上离散点坐标而空间的方程，也就得到曲面上间曲线长度的函的显式。通常分段线性化的来处理这一确定测地线上若干点，再用线性插值方法求中间点，从而求得测地线。
对于一些呈球面的曲面或区域，两端点）的有无数条，即测地线并
唯一，这样很难膜的最大宽度。文献[1] 提出在两端再指定点的地线
（Semi-Geodesic Line ）方法并已经用于膜结构设计软件 EASY 中。
最短、用料，线的分布材料经、纬方向的不易把握。实际应用中，在将两条测地线及边界围成的空间条展开平面时，需指定其中的一条为直线
2 相交裁剪法平面相交法是用一组（通常用竖向去截找得到曲面，将膜面分成一个个的 “状的膜条，以平面空间曲面裁剪线。平面相交裁剪常用膜面的，所得到的裁剪整齐、
3. 膜材的连接方法
1.膜材连接方法膜材的连接有机械、缝纫连接、。机械连接简称，在两个膜片边缘埋绳，在其重叠位置用机械将膜片连接在一起见图机
械连接常用于结构膜面膜面的现场缝纫连接用缝纫机将膜片缝一起。采用连接需要注意缝纫的和耐久性缝纫连接通
常用于无防水要求的膜材中，或者是热合连接应用在 涂覆织物边角处理上
热合连接又称焊接，是通过让膜材接触加热物体、或通过高频电磁波、或向膜材吹热空气等手法，使膜材获得相应的热量从而使织物上的涂层熔融，然后施加压力并冷却使膜片结合在一起。热合连接是最常用的膜材连接方法。对PVC 膜材料，多用高频焊接，局部修补可用热风焊接；PTFE 及乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE) 膜材则采用接触加热物体的高温热合方法。接缝可以是搭接，也可以是采用“背贴条”的拼接，PTFE 膜材焊接时，需要在两层PTFE 膜材间放置氟化乙丙烯(FEP)薄膜条。有关的热合设备，
4.裁剪加工特殊部位的经验处理
1、 裁剪加工图
包括图、材排版图、膜面加工方面。膜片是指了应变补偿后平面图亦即各的经线方向膜版图各裁剪片膜材上的图，在考虑了边角及经纬方向后排列尽可能紧凑以节约膜材；膜面加工就是各裁剪的拼装图。图上除了注明各裁剪片及接缝位置外，需给出接缝及边角方式和放量接缝、位置及范围、膜材规格、接缝要求、折叠顺序及方向标识要求等等，参见1如采用放样自动料，膜片下料图以数据文件提供。
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