球场膜结构设计中的主要过程

球场膜结构设计中的主要过程

球场膜结构设计主要包括找形分析、荷载分析、剪裁分析三大过程。膜材本身并不具备抗压、抗弯以及抗剪能力，因此其刚度和稳定性要由膜面的曲率变化以及膜材中的预张应力来提供。找形分析就是要找到这样一个满足相应边界条件和受力平衡的曲面。它包括初始几何形体的确定和结构形状判定分析。结构的初始几何形状的确定是指在满足一定几何边界条件和曲面成形法则的条件下，采用数学的曲面拟合理论构造结构曲面；球场膜结构的找形分析是指在结构初始几何确定的基础上，求得一个满足力学平衡、稳定的预应力分布的曲面。

球场膜结构的荷载分析则是在找形所得曲面的基础上进行分析的，所考虑的荷载一般是风载和雪载，由于膜材在荷载作用下的变形较大，并且荷载分布随着形状的变化而发生变化，因此要精确计算结构的变形和应力就需要用到非线性分析方法。另外，球场膜结构荷载分析的另一目的就是确定素、膜的初始预张拉应力，使施加的初始预应力满足:在更不利荷载作用下索、膜的应力值大于零，即不出现褶皱。需要指出的是，找形分析需要根据荷载分析结果进行多次调整分析。

另外，由于找形分析所得到的球场膜结构通常为三维不可展空间曲面，而该空间形状是由剪裁、拼装的二维膜材张拉形成的，怎样准确地将三维转化展开为相应的二维下料膜材则是剪裁分析的关键和难点。