膜结构的加工制作

裁剪加工图及特殊部位的经验处理  

      裁剪加工图包括膜片下料图、膜材排版图、膜面加工图三方面。膜片下料图是指考虑了应变补偿后的平面膜片图，亦即各裁剪片的平面坐标及经线方向；膜材排版图 是指各裁剪片在特定幅宽膜材上的排列图，在考虑了边角放量及经纬方向后，排列尽可能紧凑以节约膜材；膜面加工图就是各裁剪片的拼装图。在加工图上，除了注 明各裁剪片及接缝位置外，还需给出接缝及边角处理方式和放量、接缝方向、补强位置及范围、膜材型号及规格、接缝检测要求、包装时折叠的顺序及方向标识要求 等等。
特殊部位的经验处理
      （1）边角处理放量在膜片与膜片的连接处，因接缝需要放量；在柔性边界的膜结构中，为方便穿钢索，常将膜边放出一定的余量做成索套（cable cuff）, 俗称“裤子”；在膜结点板处以及刚性边界膜结构的边界处，常采用“绳边”（rope edge）,也需在裁剪基准线外加上适当余量以方便埋绳。图8 和图9 是典型的边角处理方式及放量情况。挖弧及补强层在膜角点，一般用膜节点板并通过连接配件连接膜面与支承结构。节点板处的膜面要作“挖弧”处理；膜角处及锥 形膜面的顶部等应力比较集中，常用两层或三层膜热合在一起，即作“补强层”处理
      (2) 特殊部位应变补偿率的调整
      如前所述，尽管影响膜材裁剪应变补偿值的因素很多，但实用上大多采用百分率补偿法；计算程序一般也用输入的具体百分率对膜材的经纬向进行预缩。由于膜面上 可能存在不同的应力分区，且各分区及各部位在安装时的张拉难易程度不一，对特定部位，需对其应变补偿率作出调整。
      对于外形为圆锥形的膜结构，在帽圈处常用圆钢板或圆环与膜面相连，安装时通常也是先将膜面固定在钢板或圆环上再顶升，因而帽圈处膜的环向应变补偿值几乎为 零。同样，靠近边索处的膜在沿索的方向很难张拉，应变补偿率也需作出调整。在刚性边界的膜结构中，中间部位的膜比较容易张拉，而靠近边界处的膜张拉就比较 困难，边角处的应变补偿率也宜作出适当的调整。
(3) 方便安装及考虑防水或美观的一些构造
      考虑到安装的方便，除了将膜面进行必要的分块之外，还可以在膜面上特定部位焊接一些“搭扣”（lifting tape ），以方便吊装及张拉，在张拉完成后再将其剪去。图12 第一道接缝处为方便吊装而焊接的连续搭扣即为一例。出于防水或美观的考虑，也可在膜面适当部位焊接一些用于覆盖用的膜片。
      通常，膜面的加工制作包含以下工序：（1）准备工作，包括技术准备、场地及设备准备、膜材料进场检测等；（2）放样、排版与下料；（3）热合试验；（4） 热合加工；（5）边角处理； （6）清洗、包装。
2. 膜面加工的技术准备及场地要求膜面加工的技术准备工作，主要是阅读、领会设计图纸（包括结构外形图及膜面下料，查看相关数据文件；如为人工下料，需对制作人员进行技术交底。加工场地需平整、无尘，温度、湿度适宜；加工设备保养良好
      膜材的进场检测主要包括外观检查和物理性能检测两方面。外观检查主要是检查膜面色泽是否一致、有无斑点、小孔等，一般通过目测结合专用灯箱进行，参 见图3及图4。待用膜材的品牌与型号应与设计图纸一致，并为同一批号（不同批号的膜材色泽会有差异）；要求无直径2 mm以上的油污、瑕疵，无直径1 mm以上的针孔，色泽均匀一致。
      物理性能检测主要是检测厚度、重量、抗拉强度及撕裂强度等，检测结果应不低于膜材性能表所列指标。由于各国的检测方法不一致，检测结果也会有出入。膜材进 场时可对各项技术指标进行抽检，并检查膜材出厂时的材料检测报告和质量保证书。当抽检数据与出厂检测报告出入较大时，应通知膜材供应商并取样送权威检测机 构检测、鉴定。

放样、排版与下料

      放样有自动放样与手工放样之分，取决于加工厂商的设备情况。自动放样是将包含各膜片X、Y 坐标的数据文件输入电脑，经排版、优化后打印在膜布上或直接由电脑控制的切割机将膜布裁剪成片。当采用手工放样时，通常要先做出1:1 的纸样，再将纸样放置在膜布上排版，最后划线、下料，参见图5至图8。手工放样、下料的精度应控制在+/-2 mm 以内。
热合试验与焊接加工
      在正式进行焊接加工前，需进行热合试验以便为热合加工提供参数依据。试验样条的抗拉强度应不低于其母材强度的80%。在焊接加工过程中，也需定时试验并记 录结果，以便随着环境温、湿度的变化及加工部位的不同，随时修正相关技术参数。
      正式加工时，先将膜片在接缝处对齐，检查膜材的正反面及接缝顺序是否正确；清洁待焊区域；如为PVC 膜材拼接接缝放置“背贴条”，如为PTFE 膜材需在接缝处两层膜片间放置EFP 条；根据热合试验所得到的参数进行加工。最后根据设计图纸对边角进行诸如埋绳、焊接穿钢索的“裤子”(cable cuff)及补强处理。
      热合时宜采用张拉焊接（tension weld），即要对待焊区域的膜材施加一定的预张力，以减小因热合造成的膜材收缩、改善张拉成型后焊缝处的应力状态。

附件的设计与加工
      与裁剪关系密切的附件设计主要包括用于膜角的膜节点板设计、连接件选用及边索长度的确定等等。膜节点板的设计主要涉及形式、大小、角度、连接孔及安装孔的 位置及大小、板厚、膜与节点板的连接方式以及边索与结节板的连接设计等内容。设计时，根据膜面形状及膜角处的应力大小确定其基本几何参数，验算抗拉强度、 局部承压及焊缝长度等等，并由此计算连接件及边索长度。膜节点板应简洁、角度准确、传力顺畅。膜节点板常用钢板制作、热镀锌处理或以不锈钢材料制成。

包装
      设计者需根据施工现场及安装设备等情况，确定膜面的展开方向及折叠包装的顺序，加工好的膜面在两面清洗后，按指定要求进行折叠包装。为 防止在膜表面留下明显折痕，PTFE 成品膜在折叠时应衬入圆纸筒,ETFE 成品膜不能折叠，需放置在专用保护容器中。软质包装袋上应标识好展开方向，再加木箱包装以方便运输。

 


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