膜結構裁剪設計計算是膜結構設計中的一個重要環(huán)節(jié)，它涉及到將平面膜材裁切成特定的形狀和尺寸，以適應膜結構建筑的空間曲面。以下是膜結構裁剪設計計算的主要步驟和方法：

1. 形態(tài)確定：

    膜結構的形態(tài)確定問題主要包括給定預應力分布的形狀確定問題和給定幾何邊界條件的形狀確定問題。這通常被稱為“找形”（Form Finding）。

    找形技術的發(fā)展主要依賴于計算機有限元分析方法，通過計算機的多次迭代尋求合理的幾何外形。

2. 裁剪分析：

    裁剪分析是膜結構設計中的關鍵步驟，主要涉及到膜材的裁切方式和尺寸計算。

    常用的裁剪分析方法包括物理模型、幾何計算和平衡模擬技術。

      物理模型常用長條形PVC薄膜片張拉在合適支承邊界，通過白色膠帶合成曲面，按一定規(guī)則取裁剪片。

      幾何計算主要用于少數(shù)可展或規(guī)則解析曲面，如平拉膜、飛艇、圓柱面等。

      平衡模擬技術是一種通用數(shù)值計算方法，采用節(jié)點力平衡條件，計算展開膜面平衡狀態(tài)，考慮應變補償?shù)取?/p>

3. 裁剪原則：

    裁剪時應盡量使單片形狀規(guī)則、面積大，接縫清晰、美觀。

    接縫長度應盡量短，以減少浪費。

    對于無法避免的重疊接縫，應盡量使最少的接續(xù)集中于一個地方。

    沿主應力方向的接縫比同其垂直方向的接縫要經(jīng)濟。

    沿薄膜表面最陡方向的接縫使雨、雪易于滑落，保持表面的干燥。

4. 裁剪設計考慮因素：

    膜結構表面曲率：不同的曲率會影響裁剪縫的走向和膜塊的形狀。

    膜材料的幅寬：在找形分析過程中的平面網(wǎng)格劃分時，需要考慮到膜材料的幅寬，以盡量減少材料浪費。

    膜結構邊界的走向：邊界的平直度會影響裁剪方式的選擇，平直邊界可以考慮用一個膜塊的長邊作為這條邊界。

5. 使用專業(yè)軟件：

    在進行膜結構裁剪設計計算時，通常會使用專業(yè)的膜結構設計軟件，如德國EASY（EasyForm）、意大利Forten32、新加坡WinFabric等。這些軟件能夠提供更精確的裁剪設計計算，并考慮多種影響因素。