舞台膜结构的设计

舞台膜结构的设计

舞台膜结构的设计从来就不是按部就班，而是一个不断尝试不断实验的过程。因为这样可以充分展现出舞台之美，使舞台达到令人满意的效果，但无论设计如何变化，舞台膜结构的设计大致还是可以分为四个步骤：分别是形体设计、初始平衡形状分析、荷载分析和裁剪分析。

1.形体设计。舞台膜结构的设计是其设计的基础，也是初始设计。在形体设计中，要确定舞台平面的形状、三维形状的大小和建筑平面的控制点的坐标，还应确定薄膜材料和施工方案。

2.初始平衡形状分析。其实就是指舞台膜结构找形分析。薄膜材料本身比较特殊，不具有抗压和抗弯曲强度，而且此材料本身的抗剪能力也很差。而在膜结构中，为了使膜材料能够承受一定的荷载，一般都会对膜材料进行一定的预拉伸拉伸。对于舞台膜结构而言，需要通过薄膜表面曲率的变化和预应力的变化来提高整个结构的稳定性。因此，此结构建筑的应力状态是一个变化值，在进行受力分析时，应采用多种非线性方法对舞台膜结构进行分析。在找形分析中，要确保生成的三维空间曲面是一个形状稳定、应力分布均匀、在使用过程中能够抵抗各种可能的载荷条件的平衡曲面。

3.荷载分析。由于膜材自重相对较低，相对平缓，自振频率较低，这会导致舞台膜结构在风荷载作用下，极易产生风振，损坏膜材，所以要对膜材进行张拉，使其具有一定的强度储备。但如果膜材张拉过大，对受力构件的强度的要求也会相应增加，这无疑会大大增加现场施工安装的难度。所以要通过荷载计算来确定张拉膜材时所需的应力。

4.裁剪分析。通过裁剪，拼接出膜结构的三维空间曲面，是整个舞台膜结构工程中十分重要的一个环节。现阶段，膜结构工程一般采用动力松弛法、力密度法和有限元法进行荷载分析设计和裁剪分析设计，在设计过程中，要对舞台膜结构的主要构件尺寸，支撑结构进行有限元分析，并对可靠的连接方法进行计算，确定螺栓、焊缝等次要构件的尺寸，为实现舞台膜结构的施工提供计算依据。