球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程

球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程

球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)采用只能承受拉力而幾乎沒(méi)有抗壓和抗彎能力的膜材料作為結(jié)構(gòu)的主體構(gòu)件，是一種需要通過(guò)初始預(yù)張力來(lái)抵抗外荷載的柔性空間結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)方法完全不同于傳統(tǒng)的剛性結(jié)構(gòu)。球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程通常由三個(gè)步驟組成，分別是找形分析、荷載分析和裁剪分析。

找形分析：球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)作為一種柔性結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力分布與結(jié)構(gòu)形狀相互對(duì)應(yīng)，結(jié)構(gòu)形狀的變化會(huì)使結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生巨大的變化。因此在球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，首先需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的邊界條件、應(yīng)力分布等條件進(jìn)行找形分析，確定合理可行的結(jié)構(gòu)形狀。

荷載分析：球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的荷載分析是要在找形分析的基礎(chǔ)上，計(jì)算結(jié)構(gòu)在各種荷載組合的作用下能否滿足強(qiáng)度、剛度等要求。在強(qiáng)度方面，主要是分析結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力分布，確保結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力不會(huì)過(guò)大導(dǎo)致膜材出現(xiàn)撕裂導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部破壞甚至是整體失效；也要確保球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力不會(huì)過(guò)小，因?yàn)槟げ谋旧聿荒芸箟?，?dāng)應(yīng)力達(dá)到０后，膜材會(huì)出現(xiàn)褶皺的情況，會(huì)極大的影響膜結(jié)構(gòu)美觀。而在剛度方面，則是要保證球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)在荷載作用下不會(huì)由于變形過(guò)大而影響其使用功能。

剪裁分析：雖然通過(guò)找形分析確定了球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形狀和預(yù)應(yīng)力，但這只是結(jié)構(gòu)由一整張理想膜材料構(gòu)成的理論形態(tài)。但是在實(shí)際的球場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)工程中，它并不是一體成型的，而是需要由許多無(wú)應(yīng)力的平面膜片相互焊接，然后通過(guò)張拉或是充氣的方式來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)形態(tài)。