停車(chē)棚膜結構的分析包括三大方面內容，即形狀確定

（FormFinding）、荷載分析（LoadingCaseAnalysis）和裁剪分析（CuttingPattern）。裁剪分析，就是將由找形得到并經(jīng)荷載分析復核的空

間曲面，轉換成無(wú)應力的平面下料圖。裁剪分析包含三個(gè)步驟：

 1空間膜面剖分成空間膜條

停車(chē)棚膜結構是通過(guò)結構來(lái)表現造型，空間膜面在剖分成膜條時(shí)，要充分考慮膜條的邊線(xiàn)熱合縫對美觀(guān)的影響；同時(shí)膜材是正交異性材料，為使其受力性能最佳，應保證織物的經(jīng)、緯方向與曲面上的主應力方向盡可能一致；此外，用料最省、縫線(xiàn)最短，也是進(jìn)行膜面剖分必須考慮的因素。

 2空間膜條展開(kāi)成平面膜片

空間膜條展開(kāi)成平面膜片，即將膜條的三維數據轉化成相應的二維數據，采用幾何方法，簡(jiǎn)單可行。但如果膜條本身是個(gè)不可展曲面，就得將

膜條再剖分成多個(gè)單元，采用適當的方法將其展開(kāi)。此展開(kāi)過(guò)程是近似的，為保證相鄰單元拼接協(xié)調，停車(chē)棚膜結構​展開(kāi)時(shí)要使得單元邊長(cháng)的變化為極小。

3應力狀態(tài)轉化到無(wú)應力狀態(tài)

從應力狀態(tài)到無(wú)應力狀態(tài)的轉化，即釋放預應力、進(jìn)行應變補償。膜結構是在預應力狀態(tài)下工作的，而平面膜材的下料是在無(wú)應力狀態(tài)下進(jìn)行

的，為確定停車(chē)棚膜結構的下料圖，需對膜片釋放預應力，并進(jìn)行應變補償。這里的補償實(shí)際上是縮減，在此基礎上加上熱合縫的寬度，即可得膜材的下料圖。上述過(guò)程，即為裁剪分析。

1.測地線(xiàn)裁剪法

裁剪分析與找形技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展過(guò)程極為相似，都是從測量實(shí)物模型開(kāi)始的，對于簡(jiǎn)單規則的可展曲面，可直接利用幾何方法將其展開(kāi)�，F

代概念上的裁剪分析，停車(chē)棚膜結構​主要還是依賴(lài)于計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。在此過(guò)程中，產(chǎn)生了許多方法，如測地線(xiàn)法、有限元法、優(yōu)化分析法，等等。下面介紹被廣泛應用的測地線(xiàn)法（GeodesicLineMethod）。

測地線(xiàn)又稱(chēng)短程線(xiàn)，是大地測量學(xué)的概念，其通常被理解為：經(jīng)過(guò)曲面上兩點(diǎn)并存在于曲面上的最短的曲線(xiàn)。所以用測地線(xiàn)作裁剪分析，就是

 

以測地線(xiàn)來(lái)剖分空間膜面。這樣做的好處是熱合縫最短、用料較省，但熱合縫的分布及停車(chē)棚膜結構​材料經(jīng)、緯方向的考慮不易把握。

求曲面上的測地線(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)際上是一個(gè)求曲面上兩點(diǎn)間曲線(xiàn)長(cháng)度之泛函極值的問(wèn)題。由于膜結構幾何外形的新奇多變，也就無(wú)法得到曲面上兩點(diǎn)間曲線(xiàn)長(cháng)度的泛函的顯式，所以通常是求極值確定測地線(xiàn)上的若干點(diǎn)，再用線(xiàn)性插值的方法求中間點(diǎn)，從而求得測地線(xiàn)。有了測地線(xiàn)就可以確定裁剪線(xiàn)：直接以測地線(xiàn)為裁剪線(xiàn)或從一條測地線(xiàn)向另一條測地線(xiàn)作垂線(xiàn)，以垂線(xiàn)中點(diǎn)的連線(xiàn)作為裁剪線(xiàn)。

 

 

2.應變補償

停車(chē)棚膜結構是在預張力作用下工作的，而膜材的裁剪下料是在無(wú)應力狀態(tài)下進(jìn)行的，因而在確定裁剪式樣時(shí)，有一個(gè)對膜材釋放預應力、進(jìn)行應變

補償的問(wèn)題。影響膜材應變補償率的因素可歸納為以下幾個(gè)方面：

（1）膜面的預應力值及膜材的彈性模量和泊松比，這是影響應變補償率的最直接因素。

（2）主應力方向與膜材經(jīng)、緯向纖維間的夾角，這一問(wèn)題變的重要是因為停車(chē)棚膜結構是正交異性材料。

（3）熱合縫及補強層，熱合縫及補強層的性能不同于單層膜，其應變補償應區別對待。

（4）環(huán)境溫度及材料的熱應變性能，尤其是雙層停車(chē)棚膜結構環(huán)境溫度相差較大時(shí)，要特別注意。

在荷載分析中，在每一荷載增量步中對所有的單元進(jìn)行逐一判別，如發(fā)現褶皺單元，可按以下方法處理：

（1）修改單元剛度：減小褶皺單元對結構總體剛度的貢獻，即修改褶皺單元的剛度矩陣，從而減小自身的實(shí)際荷載分擔，結果是增加了相臨單

元的負擔。

（2）修改結構剛度：回到找形階段，對曲面進(jìn)行修正，即通過(guò)修改局部區域的邊界條件或調整預應力的方法來(lái)修正結構的剛度。

 常用的停車(chē)棚膜結構幾何非線(xiàn)性荷載分析軟件有：美國ANSYS，德國EASY（EasyScan）、意大利Forten32、新加坡WinFabric，英國InTENS等等。停車(chē)棚膜結構

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