球場膜結(jié)構(gòu)的模擬成型及其存在的問題分析

球場膜結(jié)構(gòu)的模擬成型及其存在的問題分析

球場膜結(jié)構(gòu)的成型模擬就是通過有限元方法分析模擬實(shí)際工程中膜結(jié)構(gòu)的成型過程，求解由平面裁剪膜片組裝焊接，并張拉至使用條件時(shí)的膜結(jié)構(gòu)真實(shí)平衡形態(tài)。在球場膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的成型模擬應(yīng)當(dāng)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。通過成型模擬可以有效的預(yù)估結(jié)構(gòu)在實(shí)際成型后的應(yīng)力和形狀誤差，從而對(duì)裁剪分析進(jìn)行調(diào)整?？梢灶A(yù)判結(jié)構(gòu)中更有可能由于應(yīng)力過小出現(xiàn)松弛、褶皺或是應(yīng)力過大出現(xiàn)破壞的區(qū)域，從而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的加強(qiáng)。得到的平衡形態(tài)也可以代替找形分析的結(jié)果作為球場膜結(jié)構(gòu)荷載分析的初始形態(tài)，從而確保荷載分析更加準(zhǔn)確。

為什么成型模擬如此重要，卻又沒有成為球場膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)呢？這是由于膜結(jié)構(gòu)的成型模擬中存在一個(gè)難以跨越的問題，那就是成型過程中膜結(jié)構(gòu)的初始形狀無法確定。膜結(jié)構(gòu)的成型模擬類似于膜結(jié)構(gòu)的荷載分析，要計(jì)算結(jié)構(gòu)的平衡形態(tài)，可以通過非線性有限元法來進(jìn)行計(jì)算。而要通過非線性有限元法計(jì)算結(jié)構(gòu)的平衡形態(tài)，一個(gè)確定了形狀和應(yīng)力的初始形態(tài)是必要的。但球場膜結(jié)構(gòu)成型模擬中的一個(gè)重要問題就是結(jié)構(gòu)的初始形態(tài)無法確定。在膜片相互焊接后膜結(jié)構(gòu)形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，但是在結(jié)構(gòu)張拉之前，膜結(jié)構(gòu)是處在一個(gè)幾乎沒有應(yīng)力的狀態(tài)下，由于膜材不能抗壓抗彎，此時(shí)的膜結(jié)構(gòu)處于一個(gè)完全松弛散亂的狀態(tài)，初始的形狀是完全沒有辦法確定的，這就給球場膜結(jié)構(gòu)的成型模擬造成了很大的困難。