球场膜结构的设计流程

球场膜结构的设计流程

球场膜结构采用只能承受拉力而几乎没有抗压和抗弯能力的膜材料作为结构的主体构件，是一种需要通过初始预张力来抵抗外荷载的柔性空间结构，其设计方法完全不同于传统的刚性结构。球场膜结构的设计流程通常由三个步骤组成，分别是找形分析、荷载分析和裁剪分析。

找形分析：球场膜结构作为一种柔性结构，它的特点是结构中的内力分布与结构形状相互对应，结构形状的变化会使结构的力学性能产生巨大的变化。因此在球场膜结构的设计中，首先需要根据结构的边界条件、应力分布等条件进行找形分析，确定合理可行的结构形状。

荷载分析：球场膜结构的荷载分析是要在找形分析的基础上，计算结构在各种荷载组合的作用下能否满足强度、刚度等要求。在强度方面，主要是分析结构中的应力分布，确保结构中的应力不会过大导致膜材出现撕裂导致结构局部破坏甚至是整体失效；也要确保球场膜结构中的应力不会过小，因为膜材本身不能抗压，当应力达到０后，膜材会出现褶皱的情况，会极大的影响膜结构美观。而在刚度方面，则是要保证球场膜结构在荷载作用下不会由于变形过大而影响其使用功能。

剪裁分析：虽然通过找形分析确定了球场膜结构的设计形状和预应力，但这只是结构由一整张理想膜材料构成的理论形态。但是在实际的球场膜结构工程中，它并不是一体成型的，而是需要由许多无应力的平面膜片相互焊接，然后通过张拉或是充气的方式来达到设计形态。