膜結(jié)構(gòu)加工生產(chǎn)階段的工作內(nèi)容包括切割設(shè)計(jì)原則、切割方法、膜材料的連接、切割材料圖和加工圖、膜表面加工工藝和質(zhì)量要求等。

除了尋找形狀外，膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的另一個(gè)主要特點(diǎn)是需要進(jìn)行切割設(shè)計(jì)，即在完成尋找形狀、荷載分析和構(gòu)件設(shè)計(jì)（包括膜材料、電纜、支撐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等）并獲得批準(zhǔn)后，應(yīng)購(gòu)買(mǎi)膜材料進(jìn)行切割設(shè)計(jì)和加工。本文將討論榆林膜結(jié)構(gòu)加工制造階段的工作內(nèi)容，如切割設(shè)計(jì)原則、切割方法、膜材料連接方法和接頭設(shè)計(jì)、切割加工圖、膜表面制造工藝和質(zhì)量要求等。

膜結(jié)構(gòu)切割設(shè)計(jì)的目的及一般原則

1.剪裁設(shè)計(jì)的目的

膜結(jié)構(gòu)完成后的膜表面是預(yù)應(yīng)力作用下的空間曲面。切割設(shè)計(jì)（或切割分析）的目的是使用無(wú)應(yīng)力、平面狀態(tài)和寬度限制的薄膜材料（線圈材料）制作薄膜表面，使薄膜表面與張力后的形狀和應(yīng)力分布一致，薄膜表面接縫布置美觀，節(jié)省薄膜材料。

2.裁剪設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟

膜結(jié)構(gòu)裁剪設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟如下：

(1)將剪線布置在空間膜面上，將空間膜面分成幾條空間膜條；

(2)將空間膜條作為平面膜片展開(kāi)；(3)釋放預(yù)應(yīng)力，補(bǔ)償平面膜片的應(yīng)變(即預(yù)應(yīng)力釋放后膜材料的彈性回縮)；

(4)根據(jù)上述結(jié)果，加上隔膜接縫處和邊角處的放量，得到平面剪切片；給出膜材料的下料圖和膜面的加工圖。

3.裁剪線的布置原則

剪裁線是指薄膜條與薄膜條之間的連接線，即剪切片與剪切片之間的接縫。

裁剪線的布置應(yīng)遵循以下原則：

(1)美觀，視覺(jué)效果好；

(2)受力性能好，通常將裁剪線布置成與膜材的經(jīng)向一致，沿膜面主應(yīng)力方向；

(3)便于加工，避免切割線過(guò)于集中，便于邊角處理；

（4）節(jié)約，即節(jié)約薄膜材料，使接頭的總長(zhǎng)度盡可能短。通常，切割線的方向是薄膜材料的方向，即薄膜材料的長(zhǎng)度方向。一般來(lái)說(shuō)，圓錐形（傘形）薄膜表面的切割線按月經(jīng)方向排列，馬鞍形薄膜表面的切割線沿高點(diǎn)對(duì)角線平行方向排列。拱支撐膜表面的切割線大多垂直于拱跨方向，而脊谷膜表面的切割線大多與脊谷索平行；對(duì)于剛性邊界的膜結(jié)構(gòu)，切割線大多與邊界支撐構(gòu)件平行。在設(shè)計(jì)實(shí)際工程時(shí)，不要遵守舊規(guī)則。

4.剪裁的應(yīng)變補(bǔ)償

薄膜材料切割時(shí)的應(yīng)變補(bǔ)償值（預(yù)收縮）受到許多因素的影響，如薄膜材料本身的雙軸拉伸性能、變形性能、薄膜表面應(yīng)力水平、切割片的形狀和材料的經(jīng)緯方向、結(jié)構(gòu)規(guī)模和支撐模式、薄膜表面熱合時(shí)的收縮、成型過(guò)程中的張拉難度等。應(yīng)變補(bǔ)償通常以補(bǔ)償率的形式實(shí)施。嚴(yán)格地說(shuō)，應(yīng)變補(bǔ)償率應(yīng)根據(jù)特定應(yīng)力比和應(yīng)力水平下薄膜材料的雙軸拉伸試驗(yàn)結(jié)果。

需要注意的是，膜經(jīng)緯度的應(yīng)變補(bǔ)償率通常不同，不同的應(yīng)力分區(qū)也應(yīng)采用不同的補(bǔ)償率。一般來(lái)說(shuō)，常用的聚氯乙烯（PVC）涂覆聚酯織物的應(yīng)變補(bǔ)償率為0.5%至0.8%；聚四氟乙烯是常用的（PTFE）覆蓋玻璃纖維膜材料的應(yīng)變補(bǔ)償率為0.5%至1.0%，緯向在1.0%至3.0%之間。