球場膜結構設計中的主要過程

球場膜結構設計中的主要過程

球場膜結構設計主要包括找形分析、荷載分析、剪裁分析三大過程。膜材本身并不具備抗壓、抗彎以及抗剪能力，因此其剛度和穩定性要由膜面的曲率變化以及膜材中的預張應力來提供。找形分析就是要找到這樣一個滿足相應邊界條件和受力平衡的曲面。它包括初始幾何形體的確定和結構形狀判定分析。結構的初始幾何形狀的確定是指在滿足一定幾何邊界條件和曲面成形法則的條件下，采用數學的曲面擬合理論構造結構曲面；球場膜結構的找形分析是指在結構初始幾何確定的基礎上，求得一個滿足力學平衡、穩定的預應力分布的曲面。

球場膜結構的荷載分析則是在找形所得曲面的基礎上進行分析的，所考慮的荷載一般是風載和雪載，由于膜材在荷載作用下的變形較大，并且荷載分布隨著形狀的變化而發生變化，因此要精確計算結構的變形和應力就需要用到非線性分析方法。另外，球場膜結構荷載分析的另一目的就是確定素、膜的初始預張拉應力，使施加的初始預應力滿足:在更不利荷載作用下索、膜的應力值大于零，即不出現褶皺。需要指出的是，找形分析需要根據荷載分析結果進行多次調整分析。

另外，由于找形分析所得到的球場膜結構通常為三維不可展空間曲面，而該空間形狀是由剪裁、拼裝的二維膜材張拉形成的，怎樣準確地將三維轉化展開為相應的二維下料膜材則是剪裁分析的關鍵和難點。